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“在当今数字化和智能化的时代，3D打印仍是推动第四次工业革命的重要力量。”
“3D打印行业”网站在一篇行业协会展望文章里写道，当展望3D打印下一个10年时，技术进步、可持续发展、市场动态和行业整合将塑造这一行业充满活力的未来。
随着3D打印在我国的应用场景不断拓展，3D打印技术已经成为我国新质生产力的重要推动力。
近日，《环球时报》记者参与2024“走读中国”国际媒体交流活动，同14名来自非洲、亚太地区的外国记者一同探访“全球首个万吨级铸造3D打印智能工厂”——共享3D打印智能工厂，实地感受3D打印的魅力，与我国3D打印技术“排头兵”宁夏共享集团的专家进行深入交流，了解中国3D打印行业商业化现状，探讨国产3D打印技术的发展方向。
外国记者团实地探访
3D打印文创产品
“可以穿白衬衫和白鞋子进入的工厂”
“2012年集团决定推动数字化转型升级时，畅想了一个可以穿着白衬衫、白鞋子走进工厂的生产环境。”共享智能装备有限公司首席专家杜银学在接受《环球时报》记者采访时提到，传统铸造业的制造车间条件有限，工人师傅必须戴着厚厚的防尘罩，以免吸进大量的粉尘。
杜银学说，即便戴着防尘面罩，师傅们早晨进车间，中午出来脸就全黑了，“只能看到白白的牙齿和转动的眼珠”。正是如此，许多铸造工厂面临招工难的问题，尤其难招到年轻工人。
《环球时报》记者日前在探访位于宁夏银川经开区的共享3D打印智能工厂时，看到与传统铸造车间截然不同的场景——14台高5.2米，重35吨的3D打印机整齐排列在约4000平方米的空调厂房里，地面干净，没有一丝粉尘的痕迹，少有的几名工人穿着干净整洁的工装。记者一行人进入厂房时，身着便装，无需戴防尘罩或鞋套。
全球首个万吨级铸造3D打印智能工厂
看着如此干净整洁的厂房，记者不禁产生疑问，光凭眼前的14台3D打印机真的能做到年产量超2万吨砂型（替代传统模具与手工造型的中间产品）吗？
事实上，一进共享3D打印智能工厂厂房，就能在门口被称为“3D打印动态看板”的显示屏上看到整个工厂的生产进度。看板以三维组态形式展示14台3D打印机、智能移动小车以及立体仓库的状态，下方还有打印机名称、当前打印状态、打印进度以及当月生产状态。
现场的工作人员介绍说，共享3D打印智能工厂为数字化生产，通过自主研发的智能平台对生产过程进行把控，整体设备工作运行，包括3D打印机执行、智能移动小车以及立体仓库等都被连接到智能单元中。
“比如说，通过动态看板能看到，8号打印机当前生产状态为已经完成，12号打印目前的完成率是14.3%。通过展示整体的运行状态，我们能够对生产环节进行把控，也便于生产人员去监控设备的状态。出现任何情况，都能得到及时处理。”工厂工作人员表示，共享3D打印智能工厂一共有30多名工人，通过自主研发的智能3D打印平台，控制室只需要每班次2至3个人就能把14台3D打印机全部管控起来，而在传统工厂里，要想达到如此规模的生产，至少需要100多号人。
共享智能装备有限公司负责研发的副总经理周志军告诉《环球时报》记者，共享集团使用的3D打印技术为3DP，即粘结剂喷射3D打印技术，其原理为通过喷头喷射粘结剂将工业部件的截面“打印”出来并一层层堆积成型，可用于铸造砂型、金属零件生坯、陶瓷零件生坯等产品的制造。
周志军表示，在现有3D打印技术中，3DP技术的效率最高、成本最低，更适合在制造业进行产业化应用。以硅砂制品为例，产品的三维尺寸信息输入系统后，经过几千层的铺粉与粘结剂喷射即可形成整体造型，也就是说3D打印机不需要模具或加工的过程，可以凭空“造”物，达到量产效果。一台3D打印机可生产的产品拥有无限可能性，甚至能够同时生产不同型号的产品。
宁夏共享集团3D打印工厂自2017年建成投产以来，产量惊人。目前已经达到一年生产2万多吨砂型，为1万多吨部件提供砂型服务。记者探访的工厂里是早期研发的机型，配备双工作箱，整体打印效率可达到500升每小时，一箱打印下来的时间约为12个小时。
聚焦产业化，领跑全球3D打印行业
“中国的3D打印行业是世界上增长最快的行业之一。”美国《福布斯》杂志日前报道称，中国在3D打印的应用和制造在很多方面已经超过美国和欧洲等国家。根据行业分析公司AM Research的预测，2015年至2022年，中国的增材制造业（3D打印行业）以约30%的速度增长，到2032年，中国产3D打印机销售额将达到80亿美元。
周志军告诉《环球时报》记者，他认为国内的3D打印技术发展主要分为三个阶段：首先是自上世纪90年代起，国内进入3D打印技术早期研究阶段；2012年至2020年前后是3D打印技术商业化应用发展阶段；随着国产3D打印技术不断发展，目前已迎来产业化应用发展阶段。
周志军表示，3D打印原理早期基本由国外提出，包括一些原理性专利，也是国外率先申请保护，这也是为什么国内的3D打印技术起步相比国外较晚。然而，如美国、德国最早提出的3D打印技术定位“不接地气”，大多用来从事研发、样品制造的项目，没有把3D技术大规模应用推广。而以共享集团为代表的国内企业更多聚焦在3D打印技术的产业化或批量化生产上，想要依靠3D打印技术替代甚至颠覆传统制造业方式。
对于国内3D打印应用研究与国外的不同之处，周志军进一步解释说：“我们在研发3D打印技术时聚焦产业化应用，把高效率、低成本放在首位，有针对性开展了如高效率3D打印机、智能物流设备、国产化原材料、智能单元与控制软件等一系列具有自主知识产权软硬件的研发，把3D打印的优势充分发挥出来，目前国内同等规格的3D打印机效率比国外的要高得多，综合打印成本也已经降到进口产品的1/3。”
周志军表示，共享集团目前占全球粘结剂喷射3D打印机市场销售份额是最高的，他们的3D打印机除了面向国内市场，还有不少销往海外国家。
粘结剂喷射3D打印机
对此，同行的南非《每日新闻》主编阿扬达·姆得卢利说，南非也在发展3D打印产业，但中国的3D打印技术显然更加先进，以共享集团的3D打印工厂为例，“如此少的工人数量如何达到如此庞大的生产规模，其模式值得探讨”。
未来=3D打印+AI
根据“3D打印行业”网站，3D打印行业从业者认为人工智能（AI）以及机器学习将是3D打印的一个大方向，它们能够优化打印流程、材料使用以及预测性维护，以此提高3D打印的效率和质量。
对此，杜银学表示，希望能够将AI大模型引入3D打印技术上来，不过到目前为止，AI在工业机床领域，还未展现出明显成果。他认为，AI在3D打印的实际运用领域值得探讨，如航天领域，如耐高温材料的3D打印成本高、周期长，一吨打印材料可能在5到10万元人民币左右，若能够通过AI在打印过程中进行多维度视觉传感分析，用算法去标记合格和非合格区域以及有瑕疵的地方，就能够在设备上进行调整，打印出来的成品质量会更好、更稳定。
杜银学认为，AI还能帮助3D打印设备进行自诊断，3D打印机的机械传动零部件以及整个智能单元的系统化集成都应用了很多电机、传感器和气动装置等，这些装置大多有自己的使用寿命，本身就有维护需求，如果通过AI大模型监测这些零部件的健康状态，发出提前预警，给客户给出保养建议。此外，一些军工、医疗等领域的特殊材料，很难通过射线去穿透检测，若想了解打印产品质量，必须把其剖切开，看里面是否有缺陷，而通过AI可以追溯剖切之前的数据，检索是否有缺陷信息，这样一来便可以为高精尖行业输送更可靠、性能更稳定的设备。
以上文字来源：《环球时报》赴宁夏特派记者 唐 亚
共享智能装备（安徽）有限公司
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