《面向高端个性化定制家电产品的3D打印制造关键技术创新体系》

项目属于先进制造技术领域。

虽然中国现已成为世界第一家电生产大国,但是中国家电行业面临市场增长放缓、劳动力优势丧失等诸多挑战。从原来满足单一产品需求的大规模制造转变为满足多样化、个性化需求的大规模定制是家电行业转型升级和迈向价值链高端的必由之路。3D打印技术的发展为家电个性化产品制造和定制服务提供了技术支撑,但是仍然存在以下问题:(1)市场上主流3D打印设备为国外品牌,设备和材料价格昂贵,制约了其在家电等普通消费领域的应用;(2)基于互联网的云服务平台现已逐步成为3D打印重要服务模式,但是参与者多为具有专业设计能力的设计师用户,普通用户少;(3)3D打印的应用将使家电等传统制造业模式发生革命性变化,但是在上述方面缺少深入、系统研究。

项目组在在国家科技支撑计划(2015BAF04B02)、国家重点研发计划(2017YFB1104201)、青岛市自主创新重大专项(13-7-1-zdzx4-gx)等支持下,在经济型激光烧结成型SLS工艺3D打印装备及材料制备工艺、支持3D打印普及应用以及高端家电3D打印个性化定制等关键技术上取得创新发明成果:

1、经济型SLS工艺3D打印装备及尼龙粉末的制备工艺技术。针对经济型、专用型3D打印技术的市场应用需求,研发了基于家电产品的3D打印SLS工艺装备和工艺处理软件,制备了SLS尼龙粉末国产3D打印材料并实现产业化应用;产品性能指标均达国际先进水平。

2、支持3D打印普及应用的关键技术及软件。包括基于Web的三维交互式创意设计、支持3D打印的产品专业化设计、面向G代码传输过程的模型数据保护、产品创新创意管理与交易等关键技术;自主开发系列软件以及面向家电普通消费用户的3D打印个性化定制服务平台。

3、共生共赢的高端家电3D打印个性化定制创新服务模式。针对消费用户在智能家居、室内装饰一体化对家电产品外观形状、尺寸大小、功能性能等方面的个性化需求,探索和实践一种基于3D打印云服务平台的高端家电个性化定制服务模式,该服务模式支持终端产品用户、创客、专业设计人员、家电制造商等不同用户共生共赢。提出了面向3D打印云服务平台的体系架构和服务模式等创新理论,主导或参与制定《增材制造技术云服务平台模式规范》等2项国家标准,参与制定《Framework for Additive Manufacturing Service Platform》(ISO/PWI52913)1项国际标准。

该项目获授权发明专利5项,获得软件著作权2项,发表学术论文6篇。项目技术已经在海尔集团等家电企业进行示范应用,国家科技部、山东省科技厅对项目成果进行了专门报道。家电新产品研发90%以上的产品原型制作已经由3D打印技术来完成,缩短周期达50%以上;将3D打印技术在家电模具上进行应用,利用3D打印随形水路设计和制造技术,使注塑周期缩短40%,产品合格率提升30%;针对高端用户的个性化定制需求,海尔集团推出了全球首款3D打印定制家电-壁挂式空调,实现了3D打印技术在家电应用上的突破,市场占有率达90%以上。

该项目探索了3D打印技术支撑下家电产品设计、制造、销售和服务的流程变革,实现了研制模式、服务模式与盈利模式的创新,发挥了行业的示范引领作用。

成果说明

该项目研发了面向家电产品的3D打印SLS工艺装备和工艺处理软件,制备了SLS尼龙粉末国产3D打印材料并实现产业化应用,搭建了面向高端家电的3D打印个性化定制服务平台—天马行空网和3D打印微工厂,并在海尔集团青岛海尔空调器有限总公司和青岛新材料科技工业园发展有限公司等进行示范应用,目前已累计取得97564万元的经济收入。具体应用情况如下: (1)依托青岛新材料科技工业园发展有限公司(该公司为青岛科技大学重点培育的高科技公司)进行应用示范,目前已经取得3878万元的经济收入。通过专利技术开发的尼龙烧结粉末材

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。