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區(qū)塊鏈,或許是打開3D打印進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化空間的密碼匙

魔猴君  行業(yè)資訊   2410天前

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增材制造的數(shù)字屬性決定了這種制造方式容易被分享和轉(zhuǎn)移,這使得區(qū)塊鏈與增材制造的結(jié)合有著某種契合的屬性,然而增材制造的數(shù)字屬性也帶來了很多頭疼的因素,包括設(shè)計IP的保護、制造中質(zhì)量的可追溯性等等。

 

德勤在<3D opportunity for blockchain>中提到增材制造數(shù)字線程DTAM(digital thread for additive manufacturing)的概念,并指出數(shù)字線程沒有被大量引入到增材制造中,所以限制了增材制造進入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。

 

德勤在報告中指出,區(qū)塊鏈有潛力為增材制造提供關(guān)鍵技術(shù)和安全屏障。

 

“The blockchain for additive manufacturing has the potential to serve as a backbone and security layer for the DTAM.”

 

3D打印邁向產(chǎn)業(yè)化的過程中遇到了一系列的難題,其中包括:通過信息管理系統(tǒng)來管理增材制造數(shù)據(jù)流;工藝可重復(fù)性、零件到零件的可重復(fù)性;成熟的認證和質(zhì)量檢測方法。

 

增材制造數(shù)字線程包括設(shè)計信息、材料、工藝、加工以及測試信息。根據(jù)數(shù)字線程所記錄的信息,科學(xué)家們希望利用這些大數(shù)據(jù)來建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,以或許有效的相關(guān)性分析,從而提高對零件質(zhì)量和加工穩(wěn)定性的控制。

 

德勤所提到的區(qū)塊鏈在其中扮演了重要的作用。區(qū)塊鏈(Blockchain)是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術(shù)的新型應(yīng)用模式。所謂共識機制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實現(xiàn)不同節(jié)點之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。

 

很多人知道區(qū)塊鏈是因為這是比特幣的底層技術(shù),像一個數(shù)據(jù)庫賬本,記載所有的交易記錄。這項技術(shù)也因其安全、便捷的特性逐漸得到了銀行與金融業(yè)的關(guān)注。

 

美國國家標準與技術(shù)研究所(NIST)與田納西理工大學(xué)(TTU)提出了從A1到A6的數(shù)據(jù)線程:

 

A1:設(shè)計:在這個過程中,根據(jù)設(shè)想和零件所需要實現(xiàn)的性能要求,從而獲得了幾何模型的建模結(jié)果,這個結(jié)果運用了多種設(shè)計技巧,包括拓撲優(yōu)化,內(nèi)部晶格點陣結(jié)構(gòu),以及預(yù)留了組裝和加工余量等等。

 

A2:計劃過程-獨立于設(shè)備:這個過程決定了零件的構(gòu)建方向,支撐結(jié)構(gòu)等。這些計劃需要考慮所需要達到的零件表面質(zhì)量,材料性能,構(gòu)建實踐以及是否需要支撐結(jié)構(gòu)等。在這個過程中,同樣的運用到了新的技術(shù),包括拓撲優(yōu)化的支撐結(jié)構(gòu)等。

 

A3:計劃過程-與設(shè)備相關(guān):這個過程考慮各種加工策略,包括切片、能量輸入、掃描速度、掃描路徑等等。由于很多要實現(xiàn)的結(jié)果之間是此消彼長的,例如質(zhì)量(表面粗糙度)與加工速度通常是個矛盾體(考慮到加工時間和加工成本),這其中的加工策略對加工結(jié)果達到最優(yōu)化起到了關(guān)鍵的作用,并且與所使用的設(shè)備息息相關(guān)。

 

A4:零件構(gòu)建:在通過激光或其他能量源層層加工金屬粉末的過程中,可以通過熔池監(jiān)測手段來獲取加工中的狀態(tài)數(shù)據(jù),從而為實現(xiàn)微觀晶體層面上的控制,并檢測到缺陷的發(fā)生,從而與其他的數(shù)據(jù)建立相關(guān)性分析,以提高避免缺陷發(fā)生的能力。

 

A5:零件的后處理:這個過程是為了使得零件達到所需要的性能結(jié)果,包括去支撐,通過熱處理技術(shù)來提升零件的性能(去火、熱等靜壓-HIP,精加工-機加工以及表面紋理處理技術(shù)-噴丸與磨削)

 

A6:零件質(zhì)量:這個過程包括多種檢測手段,包括機械檢測與無損探傷(NDE)技術(shù),在這個過程中,所有的數(shù)據(jù)被記錄下來以與前面過程中所記錄下來的數(shù)據(jù)建立相關(guān)性研究,提高零件的可靠性和一致性。


具有去中心化、無須中心信任、不可篡改和加密安全特點的區(qū)塊鏈技術(shù)可以使得A1到A6的數(shù)據(jù)線程具備高度的安全性。而區(qū)塊鏈將在部分新興行業(yè)內(nèi)開始出現(xiàn)顛覆現(xiàn)象,例如眾籌、共享經(jīng)濟、電動汽車、分布式光伏、儲能等,在這個階段內(nèi),大批應(yīng)用型區(qū)塊鏈獨角獸將出現(xiàn),而增材制造的發(fā)展與區(qū)塊鏈將密不可分。


根據(jù)搜狐網(wǎng)的一篇《區(qū)塊鏈如何改變3D打印行業(yè)現(xiàn)有痛點》,文中指出隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的成熟,完全可以應(yīng)用到3D打印領(lǐng)域中?;趨^(qū)塊鏈分布式區(qū)塊的特點,可快速實現(xiàn)點對點之間的信息交互、資源共享。使3D打印廠家實現(xiàn)按需生產(chǎn)、即時生產(chǎn)、就近生產(chǎn),最大程度的減少各項成本。有效避免因中間環(huán)節(jié)增加的成本轉(zhuǎn)移到最終產(chǎn)品上,使消費者無法認可最終產(chǎn)物的售價而放棄產(chǎn)品。



文中指出,區(qū)塊鏈結(jié)合3D打印技術(shù),將會給未來增材制造業(yè)帶來決定性的改變。


區(qū)塊鏈技術(shù)特點1:智能合約訂單,供方根據(jù)訂單驗證結(jié)果進入產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、物流等環(huán)節(jié),最終供方完成訂單并且符合智能合約規(guī)定的內(nèi)容,則需求方的資金會自動付款給供方,能有效避免了因單方面違約造成的產(chǎn)品無法交付等情況。

 

區(qū)塊鏈技術(shù)特點2:產(chǎn)品標識溯源,利用零部件的唯一標識對該產(chǎn)品的全生命周期進行溯源追查。一方面,終端用戶可避免買到假冒偽劣商品,保護自身利益;另一方面,保護了品牌商的利益,也維護了產(chǎn)品設(shè)計者的版權(quán),有效打擊了市場上的假冒偽劣商品。

 

區(qū)塊鏈技術(shù)特點3:智能支付機制,交易雙方直接進行點對點的交易,避免了高昂的手續(xù)費、繁瑣的中心化支付問題,提高交易效率。在供應(yīng)鏈信息透明化后,企業(yè)的采購成本和庫存成本就可隨之降低,財賬審計也更加簡潔。

 

區(qū)塊鏈技術(shù)特點4:數(shù)據(jù)信息資產(chǎn),基于區(qū)塊鏈技術(shù)通過加密算法,有效保護供應(yīng)鏈各企業(yè)的數(shù)據(jù)信息。經(jīng)供需雙方同意后,合格產(chǎn)品可作為行業(yè)內(nèi)成功案例選擇性分享。

 

而根據(jù)德勤的研究報告,區(qū)塊鏈與增材制造結(jié)合的幾大契合點包括:分布式自動化組織特點,接近實時(near real time),防數(shù)字侵權(quán),不可磨滅和可追溯性。


那么,在魔猴網(wǎng)看來,今天的3D打印企業(yè),在面向?qū)?D打印用于產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)應(yīng)用的時候,數(shù)字線程和區(qū)塊鏈將是必備功課。一個行業(yè)共識是區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展使得平臺企業(yè)的角色慢慢從生產(chǎn)資料的管理者、生產(chǎn)過程的組織者,生產(chǎn)產(chǎn)品的分銷者,以及生產(chǎn)收益的分配者,退到了價值網(wǎng)絡(luò)的后面。企業(yè)角色變成定義價值,設(shè)計協(xié)議的機構(gòu),但是又獲得超額的收益,這個收益在于價值網(wǎng)絡(luò)的定義權(quán)。

來源:中國3D打印網(wǎng)

本文提到的3D打印材料簡介

適合做戒指、掛墜、耳環(huán)等首飾,獎?wù)?、紀念幣或者對導(dǎo)電性要求高的工業(yè)零件。35元/克為小件(如首飾)的名義價格,如果制作零件較大,價格會顯著下降。
   
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