六大新兴技术 将对制造业发展带来颠覆性变革

OFweek工控网讯 制造业已进入技术大变革时代。借助关键新兴技术，企业可实现商业模式、研发与制造模式、企业运营模式的突破性创新。

增材制造、物联网、虚实融合、材料工程、协作机器人、人工智能等新兴技术，将对制造业的发展带来颠覆性的变革。本文着重介绍这些新兴技术的最新发展和应用趋势。

1.增材制造（三维打印）

增材制造技术早期叫做快速成型(Rapid Prototyping)，  是20世纪90年代发展起来的一项先进制造技术，对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用，主要包括FDM(熔融层积成型)、SLA（立体平版印刷）、SLS（选择性激光烧结）和DLP（数字光处理）等技术。三维打印是各种快速成型技术的统称。快速成型技术的材料主要是非金属，主要用于研发阶段的验证。近年来，国内外多家企业和研发机构已实现了金属材料的快速成型，成型的速度、精度不断提高，材料价格不断下降，可以直接制造单件小批的零件，因此，国际上将该技术领域称为增材制造(Additive Manufacturing)。

目前，国际主流的增材制造产品和解决方案提供商包括3D systems、Stratasys，以及专注于金属增材制造的EOS等。最近两年，主流的IT厂商开始进军该领域，增材制造领域进入了快速发展阶段。例如惠普推出能够打印真彩色和多种材料的多射流熔融(Multi-Jet Fusion)技术的3D打印机（型号分别是3200和4200），打印速度比其他三维打印机快十倍。Autodesk公司则推出基于DLP技术（数字光处理，Digital Light Processing）的Ember三维打印机和开放的Spark三维打印平台，并与Windows10操作系统进行了集成。2016年9月，GE出资6.85亿美元收购瑞典著名工业级3D打印机制造商Arcam公司，该公司拥有电子束熔融( EBM)金属3D打印技术。全球激光加工巨头通快集团也推出了金属材料增材制造设备。最近，由华中科技大学张海鸥教授主导研发的“铸锻铣一体化”金属3D打印技术，成功制造出了世界首批3D打印锻件。运用该技术生产零件，其精细程度比激光3D打印提高50%。同时，零件的形状尺寸和组织性能可控，大大缩短产品周期。

全球IT巨头、制造业巨头和学术界的共同关注，市场对个性化定制需求的迅速增长，推动了增材制造技术的蓬勃发展和广泛应用。GE在美国匹兹堡设立了增材制造工厂，西门子则在瑞典设立了增材制造工厂。

增材制造技术可以与机器人加工、CAE分析、拓扑优化、材料创新，以及传统的切削加工结合起来，提高制造效率、提升制造精度、显著降低零件重量、明显提升零件强度，大幅度降低制造成本。德国机床巨头DMG MORI已率先推出增材制造和切削加工实现混合制造的加工中心。全球设计软件领导厂商Autodesk公司推出衍生设计技术，实现了增材制造技术与拓扑优化技术的集成应用。美国的高端运动品牌Under Armour已经使用了Autodesk衍生设计和增材制造技术来制造运动鞋。