工业4.0时代来了仪器仪表该何去何从？

只看该作者 · 2016-7-12 09:48

　　工业4.0，自概念首次被德国提出，已经广泛应用于各工业生产。各大工业行业欲通过工业4.0实现产业转型升级，获得新的突破。作为工业基础的仪器仪表行业，该如何应用工业4.0?以及未来发展道路通向何方?都成了急需解决的重点。今天，笔者给大家对这些问题简单做下解读。
　　众所周知，“工业1.0”是机械制造时代，“工业2.0是电气化与自动化时代”，“工业3.0是电子信息化时代”，也是见证了仪器仪表行业从“出生”到“壮大”的阶段。但是，对于工业4.0，却无法用一个词语准确描述其真正的涵义。但如果将范围缩小至仪器仪表行业，也许我们可以获得答案亦是未来发展新道路。
　　首先，仪器仪表行业作为工业经济的基础，在工业生产上起着“推进器”的作用。这时工业4.0在仪器仪表生产上是智能工厂、智能制造。近二十年以来，随着科学技术的进步和自动化程度不断提高，仅仅通过生产的优势、或是成本上的优势来获得屹立不倒的地位是不可能实现的。在生产上，工业4.0强调的是智能工厂化生产，通过转型升级获得高超的产品之后，对于产品的售后运作情况也能实时监控，实时帮助解决产品难题和反馈客户。在销售模式上，工业4.0强调的不再是以往的单方面销售，而是包涵到整个行业、整个管理、整个供应链等集中的模式形成仪器仪表销售上的竞争优势，扩大生产数量。
　　其次，在研发上，仪器仪表行业也是充当着“先锋”的作用。工业4.0在科研生产上可以通过CPS网络实现研究人员与仪表与高科新技术的识别、交流，可以帮助仪器仪表科研人员加速生产研发，达到仪器仪表在新领域上的开拓与成长。在高科技术上的突破，可以打破目前我国仪器仪表在多个领域上的被垄断的局面。通过工业4.0模式，增加我国仪器仪表产品含金量，加速在各个领域的竞争实力，打开一个全新的局面。工业4.0为我国仪器仪表发展打造了一片新天地。
　　最后，仪器仪表行业在民用活动充当着基础设施的作用。这时候的工业4.0是绿色、是互联。在工业4.0环境下，民用生活实用的仪器仪表可以通过互联模式进行普及，使先进的仪器仪表可以得到充分利用。而对于不利于生活的产品，也要得到具体信息，进行升级或是淘汰。突出了在工业4.0条件下，工业制造不在是重中之重，而服务转型的比重开始上升。民用仪器仪表的应用情况，亦或是市场占有情况，都需要掌控。只有掌握好这些详细信息，才可以在仪器仪表未来发展中挖掘出民用市场的充足活力。
　　仪器仪表行业的工业4.0是能生产出能提高效率、绿色环保的产品?亦或是能扩大市场占有率?答案已经呼之欲出。在未来发展中，由于仪器仪表设计的领域十分广泛，使其信息化程度必须得到提高，互联网化程度必须相应提升。在未来发展中，利用互联网达到生产和销售的互联已经是大势所趋，也是在工业4.0环境下的必经之路。

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只看该作者 · 2016-7-28 18:31

3D打印服务助您越飞越高

3D打印技术（3D Printing）是快速成形技术（Rapid Prototyping，RP）的一种，也叫做增材制造（ Additive Manufacturing）。基本原理是把一个通过设计或者扫描等方式做好的 3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型。

对航天工业来说，3D打印的应用主要分为两大块：一块是金属粉末熔融或烧结成最终产品，另外一块是打印模型或手板，成型出来的样件可以用于设计验证、模拟装配，还可以作为生产制造的原型件使用。

随着时代的飞速发展与科技的日新月异，新技术的出现和融合在逐渐改变人类传统的生产方式与生活方式。3D打印（增材制造）技术以其与传统减材、等材成形完全不同的制造理念和技术优势，迅速发展成为制造技术领域不可或缺的战略方向。3D打印技术作为前沿性、先导性的智能制造技术，引领着传统生产方式和生产工艺的深刻变革，被认为是推动新一轮工业革命的源动力，引起了世界各国的广泛关注。

航天航空产品不断推陈出新和升级换代，研制周期不断缩短，制造难度不断提高，从而对复杂精密构件的制造提出了越来越高的要求，不仅要求具有高效、高性能复杂精密构件快速制造能力，而且要求具有大型复杂结构件的直接制造能力，传统的制造技术难以满足上述要求。尤其是航天航空发动机的燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘等热端部件，先进战机用大型整体钛合金关键构件成形以及飞行器型号产品复杂关键结构件的高效、快速制造，被国内外公认为是航空航天领域复杂结构件研制与生产的核心技术。

为此，各国政府竞相投入巨资对3D打印技术展开研究与应用，利用3D打印技术突破航空航天领域的技术瓶颈，提高航空航天领域的制造水平。以美国为首的西方军事强国，采取了一系列有力措施推动3D打印技术的发展，2006年，美国国防部“下一代制造技术计划（NGMTI: NEXT GENERATION MANUFACTURING TECHNOLOGY INITIATIVE）”重点支持3D打印技术研究与应用；2009年，美国制定了3D打印发展路线图；2012年，美国由国防部牵头组建“国家增材制造创新研究院”（NAMII: NATIONAL ADDITIVE MANUFACTURING INNOVA¬TION INSTITUTE）现在叫做美国制造（AMERICA MAKES）,致力于3D打印技术的研究、技术转移、标准制定、人才培养和主流制造的推广应用。而英国名为“地平线 (AM)”的研发项目几占英国政府为促进航空航天业发展所进行的重大新投资总额的三分之一。该项目将历时三年半，利用3D打印技术开发新一代更轻、更环保的飞机。

我国3D打印技术领域已经取得了一定的成果，但是与发达国家相比仍然存在较大的差距，尤其是大幅面3D打印设备和材料研制方面。为此，我国政府顺应3D打印技术的发展潮流，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部于2015年2月11日发布了《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》、国务院于2015年5月8日印发了《中国制造2025》等一系列相关政策和文件，工信部更是将智能制造作为推进“两化融合”的主攻方向，3D打印的规模化应用即将迈出实质性步伐。《国家增材制造产业发展推进计划（2015-2016年）》的制定对于应对国外技术垄断和提高我国航空航天产品制造水平具有重要意义。

近几年，“3D打印”一词，火遍了全球，延伸到了国内。至今，国内的3D打印技术还只是在发展的初期，相比之下，国外的3D打印技术更为成熟，精细度更高。这使许多国内选择3D打印行业的企业由国外引进较为成熟的技术和机器。如此大环境的影响下，我们长沙芳卓优品三迪打印服务中心也在火热中不断壮大，与时俱进地推出更适合生产和应用的3D打印机，在材料上不断带来新的突破。成熟的技术，促使很多国内的企业纷纷使用3D打印技术代替了原本繁杂制作模具的方法。航天业是最具发展前景的行业之一。

由3D打印制造出来的零部件完全符合航空航天领域对于未来器械设备制造的要求。
“轻量化”和“高强度”一直是航空航天设备制造和研发的主要目标。3D打印技术所制造出来的零件能够很好的迎合这两个要求，
由于航空航天设备所需要的零部件往往都是一些需要单件定制的小部件，如果运用传统工艺制作势必会存在制作周期过长，且成本过高的问题。而3D打印技术低成本快速成型的特点则能很好地弥补这一问题；
传统技术在生产零件过程中会造成许多不必要的损耗，对于复杂产品，夸张的时候原材料利用率仅有不到10%。而3D打印所特有的增材制造技术则能很好的利用原材料，利用率高达90%。
SolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统。作为3D设计软件开发商，SOLIDWORKS每年都会对之前设计软件版本进行更新，以确保软件能够提供更高质量的服务来满足用户的需求。SOLIDWORKS 2015在WINDOWS7 64位系统上运行，可以直接连接3D打印机进行3D打印，改进之处在于它不需要任何额外的第三方软件。在SOLIDWORK 2015版本下，用户可以直接在操作界面上修改、设置模型的属性，例如：分辨率、打印支撑以及填充率等。完成设计之后，点击“文件”后点击“PRINT3D”即可进行打印。

SOLIDWORKS 2015可以以增材制造文件格式（AMF）导出零件和装配文件，该格式专门用来描述3D打印对象。AMF格式具备STL文件所不具备的优越性。AMF格式可以包含关于模型的颜色和材料等3D打印信息。SOLIDWORKS 2015版本的推出使得设计、制作以及打印模型变得更加便捷，可以简单而又快捷的直接进行3D打印。

航天零件是高端制造技术的体现，无论是对于组件的制造，还是产品检测，甚至飞机装配过程，不允许有任何的错误，对测量检测技术要求极高。
长沙芳卓优品3D打印服务中心凭借专业，严谨，丰富的技术手段，为XX大学航天与材料工程学院、XX大学航空航天学院、XX航空航天大学等知名企业提供三维数字技术综合解决方案。芳卓优品自造是目前国内公认的航空领域三维技术综合解决方案专业提供商，能有效帮助企业进行实际测量、逆向设计、模拟验证以及反向工程和质量控制，降低生产成本，提升效率与品质。
　　芳卓优品制造解决方案给企业带来的效益
　　1. 准确、稳定的质量检测技术，提供精确的误差分析报告，保证组件安装的密合度和模型测试等产品质量要求
- 芳卓优品智造使用先进非接触的三维测量方式，不受产品表面材质、涂层种类等因素的影响，同时，在对柔性表面物体进行检测时，避免接触式扫描带来的产品形变而影响整体检测精度的情况，保证测量数据的准确;
　　- 完整清晰的检测报告，全面包含了厚度、长度、角度、平行度、平面度、公差评价、全局误差、三维色谱对比等尺寸信息，让企业能够及时掌握质量情况;
　　- 测量获得的三维数据细节清晰，尺寸精确，400mm×300mm范围单面扫描精度可达0.03mm，为逆向工程提供高质量三维数据，有效帮助企业大幅降低废品率。
　　- 对于航空业常常进行的风洞测试，芳卓优品自造能够提供专业的三维检测技术，对制造出的产品模型进行准确测试，确保产品尺寸的准确，并且可分析出产品在风洞测试后所产生的品质变化。
　　2. 满足各种尺寸，各种外形工件的严格测量要求
- 芳卓优品智造能够对各种尺寸的工件进行快速测量，尤其是大尺寸的工件。使用专业三维扫描仪搭配3D摄影测量系统，三维测量的范围可达几十米，即使长达好几米的飞机尾翼，也能轻松满足测量要求;
　　- 对于复杂曲面造型的工件，如涡轮叶片，芳卓优品自造便携式的高精度测量设备也能够快速对各特征参数进行测量，获取最完整的曲面信息。
　　3. 无需更换检测工具，先进检测系统提供快速检测，提高检测效率，减少大量工作时间
　　- 快速测量检测，大型工件如飞机尾翼的整体尺寸检测时间在1小时以内，小型工件如飞机的零配件的测量检测时间甚至少于15分钟;
　　4. 降低生产成本，节约测量方面的费用
　　- 快速测量，检测灵活，适用于大部分的测量场合，避免频繁更换测量工具，有效提升检测效率，降低测量费用。
　　5. 灵活多样的快速成型工艺与技术优势，便捷的实现航空航天单件或小批量产品的高品质生产
　　- 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，因此产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，芳卓优品自造提供的快速成型服务，可快速的制造出所需样品，并模拟出产品的最终形态(功能形态、曲面形态等)，可用于产品测试、装配试验、评估、功能讲解等功能，与传统工艺相比能够缩短约1/4的时间。
　　- 与传统工艺相比，芳卓优品自造金属粉末烧结等成型工艺，可不受形状与结构限制，无需任何模具即可快速完成任意复杂的造型。制作结果不仅精度高，细节制作精良，表面质量高符合航空航天的技术要求，还在轻量化方面有一定程度上的提升。

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