工业用3D打印机--德国EOS公司在过去25年的经验 | 科技环境 | DW | 21.07.2013
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科技环境

工业用3D打印机--德国EOS公司在过去25年的经验

这是一种几乎什么都可以生产的机器—关于3D打印机的炒作已经铺天盖地。一间位于慕尼黑的中型公司近25年来都在研发这项技术的相关应用。

(德国之声中文网)汉斯·兰格(Hans Langer)是一位物理学博士,也是一位有远见的商人。早在25年前,他就在一个不久前才渐渐为人所知的领域组建了EOS公司:用所谓的3D打印机进行三维部件的生产----对专业人士而言,这不过是一个无法实际描述真正生产过程的时髦用语罢了。

“这项技术统称‘累积制造’,德语即‘逐层制造’”,兰格在接受德国之声采访时解释说。“和常规的生产技术不同的是,在累积制造中,用以生产组成部件的粉末是一层一层涂上去和融化的,不象在常规的领域--如铣床--它也是逐层磨损的。”

Porträt - Dr. Hans J. Langer

汉斯·兰格博士

重要的原材料

听起来挺简单的----实际上可不是这么一回事。当“累积制造”的主意于50年代在美国出现时,还没有能与之相称的计算机技术。这项技术的一个重要支柱就是一台能把组成部件的几何数据以数字方式存储,并且通过一个激光束来控制的计算机。激光使粉末状的原料逐层融化,以使组成部分能在存储好的数据的基础上生产出来。

“我们首先如此设想这是一个三维激光过程,因此人们首先需要制造一台好的激光机器”,兰格说。“但可惜这并非关键。关键在于材料。必须专门准备适合这个过程的材料,而且使它们尽善尽美。”

1990年代初期,喜从天降,兰格和他刚开创的小公司得到了由美国化工业康采恩“杜邦”(Dupont)提供的原材料,它恰好适合他的“逐层打印激光技术”。

来自宝马的订单

公司很快就拿下了一份来自宝马公司的大订单。这个著名的汽车制造商早就了解到“累积制造”技术中的机遇。此前制作“概念车”需要整个车间忙成一团,辛辛苦苦用手工制造,现在则进入一个新纪元:整个生产过程都自动化了。从此,人们就给了它一个专业术语叫“快速原型”。未来的汽车模型生产不仅更快,而且可以用数字操控。借助一个电子控制的激光束和遇光就会变硬的合成树脂,即可大功告成。

当时,这张订单对EOS公司来说具有里程碑般的意义,但兰格现在回顾这些时,仅把“快速原型”看作是一种辅助手段。这位公司的创始人和他的顾客都希望可以在未来生产更多的实体终端产品,而非只是生产展览样品的模型,即从“快速原型”到“快速生产”。凭借原材料的发展,如塑料粉末和金属粉末,人们离这个目标越来越近了。

兰格还记得,“2000年初的时候,我们的公司整个生产程序都设计齐全了,从那时起,就一切为着解决电子自动化的‘快速成型’发展了”。

EOS GmbH - Autositz

EOS公司生产的汽车座椅模型

一项适用于所有领域的科技

今天,源自“逐层制造”技术的应用和产品在几乎所有领域都能找到。EOS公司的业也涉及许多完全不同的行业:无论是汽车工业,航空航天领域,工具及机械制造,家居生活用品如首饰,还是在医药技术----工业3D打印处处都比常规技术领先。

汉斯·兰格对此形象地说明:“当你看着一根鸟骨头时,它很轻,但是它异常坚固。这仅仅因为它有一个极为复杂的内部结构。那里有非常复杂的支撑结构,是由大自然历经几百万年发展形成的。我们以自然为范本,依据这种生物结构,能够构思和制造部件。这就意味着,这不仅是制造技术的问题,而首先是结构的问题。”

国际化玩家

EOS公司有着非常棒的发展势头:除了在欧洲,亚洲和美国有技术中心和提供服务及零部件的分公司外,这间中等规模的公司已在全世界30个国家设有代理处。在过去一年,虽然欧债危机笼罩着欧洲,公司的营业额还是增长了13%,达到将近一亿三千万欧元。

仅在过去的两年半里,公司的员工就由将近300人增长到将近480人。很少出现找不到高科技领域专门人才的问题。EOS公司优先考虑具备良好教育背景的人,可以是学徒,也可以是在公司撰写硕士或博士论文的学生。兰格强调说,“我们不仅和本地高校,也和国际上的高校密切联系”。

局限性与可能性

尽管过去一段时间,在媒体的炒作下,3D打印机似乎无所不能,但兰格却给这些过高的期待浇了一盆冷水:3D打印机根本不能生产出整台汽车或者整部机器。“我相信,更多的情况下,我们生产单个的组成部件,再和大的生产商共同进行研发”,兰格说。“比如给发动机材料或者能源消耗的应用上,这些组成部件会带来一个显著区别。”

Rapid Manufacturing Zahnersatz

采用“快速成型”技术制作的牙齿模型

对于“3D打印机很快可以在家庭中投入使用”的设想,兰格认为并不现实。但是当逐层制造的理念越来越深入人心时,相关的技术应用面也会越来越宽广。因为数字构造的组成部件在存储上占有巨大优势:它们仅以数据组的形式存在,因此可以在有需要时才进行生产。

对汉斯·兰格而言,这也是一场小小的革命:“那时,你不需要再为一个产品准备特别的工具,而且一用就是数十年,或者为一个很小的系列生产替换的部件,而是,你可以对‘产品’这个词有全新的概念。”

作者:Ulrich, Klaus,编译:简如

责编:李鱼

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