医院手术室里,医生要为一位骨伤患者植入一件假体。传统工艺要先翻模、再机械加工,前后要好几天;如今把患者的CT数据导入电脑,一台设备便能逐层“打印”出和患者骨骼严丝合缝的植入件,当天就能用上。这种能把图纸直接“长”成实物的技术,就是增材制造,也就是大家熟悉的 3D 打印。
今年,第十九届“振兴杯”全国青年职业技能大赛新增增材制造设备操作员赛项,操控“3D 打印机”的青年高手们将在赛场上比拼从虚拟模型到实体零件全过程的实力。
一门让物品“长”出来的手艺
很多人的第一反应是3D 打印,不就是孩子玩的玩具打印机吗?其实远不止于此。
传统制造像“做减法”,用刀具把一大块材料一点点切削成型;增材制造则反过来“做加法”,像搭积木一样,把材料一层层堆叠起来,最终“长”成一件立体物品。它最大的优势,是能直接成型极其复杂的结构——比如航空航天发动机里中空的精密叶片、医疗领域个性化定制的人工关节,传统工艺几乎无法加工,增材制造却能轻松完成。如今这项技术已广泛应用于航空航天、生物医疗、机械加工、能源、交通等多个重要行业,被认为是未来的颠覆性制造技术之一。
而站在打印机后面、让这一切从图纸变成现实的,正是增材制造设备操作员。他们要会用专业软件建模,要会调试打印设备、设置参数,还要懂得扫描、后处理,是整个流程的技术操盘手。
赛项三大本领一个都不能少
今年“振兴杯”增材制造赛项,把目光聚焦在三个核心环节:三维扫描、正逆向建模、3D 打印操作。据杭州科技职业技术学院赛场负责老师严毅君介绍,考试实操共分两个模块——一个模块是产品设计与 3D 打印制作,选手要用软件建模、设置打印参数、调试设备,把零件真正“打”出来并完成后处理;另一个模块是数据采集与逆向设计,选手要用三维扫描仪扫描一个破损零件,采集数据、修复模型,再逆向重构出合格的三维模型。
听起来有趣,做起来却不容易。从前期的集训反馈来看,学生暴露出的问题主要有两点。一是对赛场设备不熟悉,扫描仪怎么校准、打印机如何调平、切片参数怎么设置,这些细节如果平时练得少,上了赛场就容易手忙脚乱;二是时间统筹能力偏弱,赛项任务链条长,扫描、建模、打印环环相扣,前面工序拖沓,后面就没了从容修正的余地。
“这活儿最考验统筹安排,什么时候该建模、什么时候让设备先打着、趁着打印的空隙再去扫描,都得提前想明白。” 严毅君说,这恰恰是实训中要重点磨炼的地方。
航空航天、生物医疗等多个行业企业抢着要
在产业端,增材制造的应用正在快速铺开。随着技术成熟,越来越多的制造企业投入相关产线,对能熟练驾驭扫描、建模、打印全流程的复合型操作员需求旺盛。
对这批青年人才来说,就业前景相当可观。据赛项指导老师介绍,掌握扎实操作能力的学生,毕业之后进入对口企业往往能迅速适应、直接上岗,不用企业再花长时间“二次培养”。在医疗领域,可以从事个性化植入体、手术导板的数字化制作;在航空航天、船舶等高端制造行业,则参与精密复杂零件的增材制造与修复,发展空间广阔。可以说,这门手艺吃的是“技术饭”,越是精通,越有市场。
增材制造打破了传统加工的边界,而青年工匠正在打破技能成长的边界。赛场的分分秒秒,考验实操,更考验思维。这批懂扫描、会建模、善打印的年轻人,终将走出赛场,奔赴各行各业的生产一线,成为先进制造赛道上不可忽视的新生力量。
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