cookieOptions = {...}; ‧ 3D 列印如何改變 F1 賽車,和一個 200 億美元的行業? - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2015年7月16日 星期四

leiphone 老呂IO


Michael Fuller在世界最頂尖的賽車運動F1中,已經工作了十幾個年頭了。這些年積累的經驗,讓他想到了一個可以發財的點子,即用3D列印技術,讓現有的熱交換器輕上一半。

熱交換器負責將熱量傳導出去,它可不只是汽車上必備的設備,在航太,化工和製冷的領域都有大量應用。在賽車和航太業中,重量就是生命,所以Fuller的構想非常有潛力。而這類市場的容量,更是能驚掉你下巴——2020年可以達到200億美元。

而對於Fuller來說,熱交換器只是開胃小菜。他把自己的Conflux Technology公司,看做製造業漫漫變革路上重要的一部分。借助圍繞3D列印出現的一系列新技術,他的公司正在成為業界翹楚,因為通過新技術,大型的製造專案不必再像以前一樣,將不同的零組件,外包給分佈在世界各地的公司了,現在就近就能解決。他預言未來的製造業基地,不再會像現在這樣龐大,而且動作緩慢滯後。製造能力將是現在製造業基地的千百倍之多。

不過,3D列印未來會多牛的說辭,人們都快聽煩了。Fuller說在這技術剛出現的時候,F1賽車還只是用它做些試驗型的組件,而後就開始用來生產小型組件了。以之前的技術來說,還是做不了最頂級的製造,因為其表面公差和強度還是達不到要求。但是最近一年內,3D列印技術突飛猛進,現在已經趨於成熟。老式企業,小心著點哦。

以下是國外記者Angus Hervey對他的一段採訪,講解了他對未來製造業的看法。

你年輕時知道自己未來要做什麼嗎?
我小時候老爹經常帶我和弟弟去卡丁車場。沒開幾次我就知道,我成不了車神,但我依然熱愛它。所以我就立志成為一個賽車工程師。在我放出豪言兩年後,老爹嚴肅地跟我說,這事要麼開始做,要麼就別再提。他幫我給每一家F1車隊的老闆寫信,信上寫道“我叫Michael Fuller,我家住澳洲,今年12歲。如果我想在F1工作,得做點什麼呢?”出乎意料的是,我居然得到了回信。

13歲時,我開始在當地的一家車隊當志願者。每天我只是洗涮輪胎。沒多久我就不想再當機械師了,這樣我就只能做F1車隊的資深工程師了!這也讓我提前知道了,要在大學學習什麼,高中也變得很順利。現在看來,這件事給了我一個契機,其他人都在尋尋覓覓的時候,我已經明確了自己的道路,並堅定地走下去。學習中遇到困難我也不那麼容易打退堂鼓了。觀念可能會變得模糊,但我的終極目標還是要製造賽車。


F1這個級別的賽車到底有多牛?
它是汽車運動最尖端的領域,也是創新的溫床,同時也意味著快速的反覆運算。就拿刹車散熱管來說,空氣動力學家先給出一個大概的製造理念,而後交給設計師在CAD上進行繪圖,接著就會製造出模型,並進風洞進行測試。測試後,工程師會分析結果,然後回饋給模型設計師。

你知道嗎,這時候可能設計師已經做出十種不同的方案了。這一切的工作,都是為了保證再次進風洞測試前的精確度。比賽前四周你就要定下設計方案,因為碳纖維的刹車散熱管,有超過60個部件;整車的製造就更是一項龐大的工程了,你可以腦補一下過程。

3D列印的出現改變了一切,因為你現在可以在電腦上,直接完成設計並列印出原型,還可以及時進行一些微調。就在進行空氣動力學設計時,我們可以有更多的時間來不斷進行完善,因為工作效率提高了。我們也不用再提前四周就開始進行生產,因為現在48小時就可以搞定一切。

雖然這些優點顯而易見,尤其是對於年輕的工程師來說,但徹底的轉變還是需要時間。可能這個適應期要四五個月左右。對於其他行業來說這已經很快了,但對於飛速變化的F1,還是有些慢。


你什麼時候開始想創立Conflux Technology的?
在職業生涯中,我做了不計其數的工程安裝,你要負責打通所有的環節。在科技界的行話就是物理性的系統整合。恐怕我走的彎路最多的地方,就是在熱交換器上了,因為影響它工作效率的因素太多了,這些因素可以是大小、重量、熱傳導效率,甚至流量限制造成的動力衰減。

我一直都對發掘金屬添加劑和3D列印的巨大潛力很著迷,在這裡你可以看到不同的金屬粉散落一地。這些場面我很多年前,就在F1裡見識過了,不過那時候的技術還不成熟,做出的產品體積和密度不達標。

就在一年前,我覺得機會來了。我用了只有附加製造上,才會用的方法,對我的熱交換器進行了設計。跟阿基米德一樣,我在洗澡時來了個新點子。而後我就把資料導入CAD,並請教了墨爾本大學高精尖製造部門的專家,而後在莫納什大學的下屬公司,找到了可以製造原型的設備。所以過去的六個月,我一直在利用維多利亞州政府提供的資金,進行列印實驗並檢驗原型產品的可靠性。


你的設計有什麼特別之處?
熱交換器貴在其結構的簡單,它們在熱力學第一定律下運行。有時你要給它加點熱,有時又需要降降溫,這要怎麼去解決呢?液體會帶走機器做工時產生的熱量,拿汽車的散熱器來說,它就是水冷的熱交換器。

水從引擎附近流過帶走熱量,而後又傳遞到空氣中。我們的皮膚也是一個例子,我們將食物轉換成生活所需的能量,同時也會通過皮膚散發熱量。如果你能處理好自身的熱傳導效率,你就會有更充沛的精力。

但是過去20年,在工業上這部分卻沒有顯著的突破。在技術上我們遇到了瓶頸,比如蝕刻,彎曲,衝壓,釺焊和焊接。業界迫切需要次世代的熱交換器的出現。我吸取了前人的經驗並,用新的方式將他們重新整合,最後製造出了輕便的熱交換器,他密度高,阻力低,熱交換效率高。我們已經完成了理論驗證階段的工作,它已完全超越現有的設備,而且重量只是對手的一半,這簡直不可思議。
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這技術能應用在什麼地方呢?
現在是附加製造技術的黃金發展時期,3D印表機也變得更快更大用途更廣泛。

我們的主要目標不是革現有的熱交換器行業的命。我第一步的目標,是要驗證我的新製造業理論,即在使用時再製造就行。這觀點早就提出好多年了,但我們還停留在討論,這一假設能不能成立的階段。現在的問題是3D列印在零組件製造上,能否替代傳統的製造商,並且在成本和交付上取得一定優勢。

一旦這一模型能運用到其他的製造業領域,將給業界帶來革命性的變化。舉例來說,假如工程公司要開鑿一條隧道,他們將會在工程中消耗大量的零組件。也就意味著需要在幾個月前就進行預定,其全球供應鏈的規模,你是無法想像的。

用了我們的新技術後,就在家門口你就能快速拿到這些零組件,免去了許多麻煩。我們會把3D印表機安裝在工地附近,在我們的工程師與隧道的設計師,進行交流後,就可以直接生產所需零組件。這樣提高了生產力,縮短了時間,降低了供應鏈上的風險,也更經濟環保。

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過程中有什麼困難?
現在業界還沒有人敢嘗試我想做的事,也就是用3D印表機,進行金屬組件的量產。拿我製造原型的公司Amaero來說,他們在這一領域有最一流的技術,但也沒有走出量產的一步。更讓人發愁的是,沒有F1車隊那麼強大的資源支援,做好一件事需要花費更多的時間,我對這一點還不太習慣。但我想提到的一點事,澳洲的創新環境真心很讚。

下一步的試驗量產會很有趣。我們大約需要1100萬美元。這一數字並不是那麼的恐怖,只是在澳洲可能籌不到那麼多。但我想在澳洲做這個項目,因為這裡有大量優秀的工程師,他們都是世界級的。而且,3D印表機的費用在哪都差不多,但是政府的管控寬鬆和原材料供應,卻是其他國家都提供不了的。

製造業的未來在哪裡?
我想,在十年之內我們就能證明,我們現在的構想是革命性的。這將會創造完全不同於過去類型的新企業。這意味著供應商不再是只供應生產好的組件,他們會更多的參與設計與製造的各個環節。也許不到十年時間我們就能美夢成真。在這裡,可擴展性是關鍵,因為它意味著更高的生產力。

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一旦專案成功,我們就可以成為這一工業新生態,背後的服務提供者。一個新型的高效集群性產業會冉冉升起,其快速反應能力與高附加值都是前所未有的,現有的全球龔映麗會被極大地顛覆。

總之,新的技術讓我們可以事半功倍,這對我們確實是極大的利好。

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