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激光增材制造
作者:Elizabeth Kautzmann    来源:《Industrial Laser Solutions》
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三维打印机, 快速成型机, 3D打印材料/光固化材料, 快速成型制造软件, ...
作为一个合法的竞争者,支持还是反对激光增材制造(LAM),在影响全球制造业的同时为瞬息万变的世界提供强大而鼓舞人心的解决方案?当衡量支持和反对LAM的理由时,可以更多考虑围绕传统制造和AM制造的讨论。一旦观点成形,并且得到少许支持,LAM是成为一个可怕的敌人,捕风捉影的放纵,还是一个强大的盟友,将由读者和历史来决定。

创新的文化

当前的制造过程是以往文化和社会时代开发出的解决方案的体现。设计能够表达工程师或者远见者的共识,设计也能够解决问题或者满足目前的需求,及时推动进步。然而,在设计之初,需注重预见可能发生的未知需求。现代社会要求有成熟的自适应方案以服务快速变化和发展的市场。尽管自2000年以来变化和挑战的速度越来越快,但由于宏观经济的影响,十年来,变化和挑战的速度正在放缓。了解相关应用的需求已经并将持续成为驱动创新永不满足的强劲动力。

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如果你仔细研究那些真正改变游戏规则的发明创造变成最终运行版本的路径,或者那些强大的制造解决方案产生现代奇迹的轨迹,你很快就会发现没有一件“好事”是一夜之间发生的。改变我们世界的发明需要时间、智慧、专业知识、技术和加强改进等方面的投资,将这些制造设备带到大规模市场的技术和工艺也需要这些投资。要想成为制造世界的巨头,需要持续地全身心投入,不断前进。很明显,相关的进步自身总是任何市场或可持续组织“下一代”项目的详细规范。经验能够回答一系列问题:我们学到了什么?我们需要什么?必须留下什么?还有什么是我们没有尝试的?

任何市场,需求都是在不断变化的,这一现实表明适应是必要的、动态的、对生存和持续的成功来说不可避免。虽然现代语言传授无意义的字如“可持续性”和“价值主张”,但这些强大的原则一直分化和鼓舞着精英提供商。这些原则当然不是人类创造力的新表达,只是理解表达这一事实的新集合术语。对于不断发展的解决方案的需求一直驱动着我们,向着我们这个年代的目标前进。

对于现代制造商,推动监测效率和精益实践是可接受的,并且理当如此。更加精益的实践推动了最有效的方法,能够产生多样化的产品。然而,精益和指标监测必须理解他们的层次结构;他们是必不可少的工具,而不是主要驱动因素。考虑到监视和测量的局限性,必须提出警告。创新交付的方程通常是不平衡的。更为常见的情况是,当某一建议濒临失衡,能够产生新的视角,或者有信心放弃或改变指令和影响。事实上,进步离不开这些强大制造业的各个方面,但为了保持相关性和增长率,首要的是把握创新机遇并进行创新来服务于消费者。很少有技术能像激光技术一样在所接触的市场内产生“自燃影响”。

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激光技术的角色

在1916年,最初由阿尔伯特-爱因斯坦设想激光器产生相干光工艺,而直到1960年才产生第一台能运转的生成激光的单元。从那时起,激光已经度过了50岁的生日。激光已经渗透到制造业的几乎每一个领域。激光产品不仅仅服务于他们最初设计用来支持的用途,而且能够影响用户,并倾向于在应用激光技术的组织或商店内提供一个“自发增强”。激光产生的影响远远超过光能量,能够启发思想,激发团队的想象力,一旦受到其存在的影响就会下意识地促进产生新的用途。激光的灵活性和多功能性点燃了思想的火花,获得了大量的灵感。在快速成型工艺出现之前,激光技术在鼓舞进步的舞台上已经没有对手。

1988年出现了第一批快速成型机,这项技术经历了一些名称的变化。在采用增材制造(AM)和直接数字制造之前,快速成型、三维打印、固体自由成型、分层制造都是曾用过的名称。快速成型技术最初作为一种节省成本的方法用来验证可行性和原型设计,由于为市场所接受,因而能够获得其技术开发所需的成本和时间。AM也许不像其他任何一项技术,AM将虚拟境界和清单对象直接联系起来,这是一项令人兴奋的技术。AM正脱颖而出成为一项引人注目的工艺,能够生成最终的组件产品,并且浪费更少,重量更轻,对环境的影响更小。

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在金属的应用中逐渐引入激光技术,加上各种不同波长、功率更高激光源的激光技术,已经在有趣的AM世界创造了新的动力。激光增材制造(LAM)工艺能够使用钛和钛合金制造金属部件。当钛的高强度重量比逐渐成为航天和能源行业的关注焦点时,整个世界为之侧目。减轻重量,设计用于军事和商业的创新性容器,这些需求说明了为什么航天被称为增材制造的孵化器。

我们不能忽视LAM的全球影响。这一技术已经风靡全球,跨越社会经济各领域,各个市场、学术界以及工业界都为之着迷,这真是一项艰巨的壮举。从历史上看,仅仅是上述这些,已足以证明这项技术的多样性和适应力。任何一个对于工业拥有热情的人,都会认为制造是一种艺术形式。 因此,必须对这项技术加以研究、鼓励、培育和庆祝。

LAM将继续构建工业界和教育界的合作关系,构筑网络以加快必要的发展,支持这一热门技术。任何组织,只要允许他们的团队合理发挥想象力和创造力,都将从中获利良多,一箭三雕:

•先进的应用知识;
•有效的增强设计;
•深思熟虑的研究和开发。

这也难怪,整个LAM的讨论都与文艺复兴和革命这样的名称交织在一起。归根结底其本质就是基于数字编码进行设计和制造。LAM只是跟风行为,表现为有灵感的二进制形式,一层又一层、空间隔空间:唯一的答案不是0就是1。其结果是显著地破坏现状。

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在针对增材制造的讨论中,使我吃惊的是AM引发了国内外众多充满热情和活力的大讨论。因为有了通信技术,我们的地球比以往任何时候联系得更紧密,在制造业的历史中,是什么产生了如此强大而温馨友好的全球灵感和对于前景的坚定不移的信念?在充满挑战的经济时代之中,AM提供了一次充满热情的会话。

围绕LAM的辩论并没有涉足有形和无形的“边缘”:我主张正视两个现实之间的断层线。正是出于这个原因,LAM能够找到嘲弄它的敌人或热情的倡导者,挑起冷漠和热情,以及被遗弃或被采用。我们已经积累迄今为止所有的知识和经验,以满足我们共同未来的需求。LAM是推进我们全球视野的一个至关重要组成部分。

时间是大家争论的均衡器到了。到了认真对待LAM讨论的时候了。 问题不在于,“我们如何能负担对于LAM的投资?” 而是考虑,如果我们不对LAM投资,能否承担起后果?

Elizabeth Kautzmann (电邮是elizabeth.kautzmann@fanucfa.com),为美国俄亥俄州梅森Fanuc FA美国公司的激光器产品经理,在工业激光界作为Laser Liz而广为人知。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (2014-4-15)
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