2025中国智能卫浴行业高峰论坛速记实录(4)

2025-10-17 14:36   来源:中国家电网   

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  郝亮:大家早上好!很高兴有这样一个机会来分享,前面两位王总一位讲了新的趋势,另外一位讲了商品和渠道,我这里分享一下新的技术和新的设计。我来自南方科技大学,我个人的方向是增材制作和智能设计。

  卫浴对于我来说是一个新的领域,因为我们最近要启动智慧家居,我们是从场景的角度和用户体验的角度结合技术和设计做一些创新的工作,所以刚好有这样一个机会和大家进行一些交流,分享一下案例。

  首先,介绍一下学院和课题组,第一部分介绍低碳增材制作科研,以及可持续创新设计的前沿技术的研发。第二部分分享一下我们对于智慧家居卫浴空间未来设计的案例。

  湾区是经济引擎也是创新教育的示范,南方科技大学是由广东省立项深圳政府出资的创新型大学,对标是世界一流研究型大学,同时我们创新创意设计学院成立了5年,我们的目标是立足湾区连接世界,创新设计,服务未来。

  在连接世界这块,南科大绝大多数教授都是有海外工作经验,设计学院院长是外籍院长,40%是外籍老师,所有科研人员都有国外学习或者是工作的经历。

  我们的理念是“设计+科技”以及“设计向上”。设计学院定制和很多传统美术学院,包括建筑学院、机械学院和设计学院有比较大的不同,我们在做创新模式的探索。首先我们是“转化”,大家可能听过转化医学,医学有很多科研,但是到临床以及真正的产品研发需要转化的一个过程。南科大也是一样,我们有很多的先进材料,先进制造、人工智能、生物医学等一些优势学科的技术,当我们涉及到人、社会、家居的时候会涉及到人文社科艺术,还有交叉学科的知识。

  我们会用“设计+科技”驱动优势产业,产业是自主的系统、增强的体验以及大健康板块,同时我们会推动国内或者是国际的标准建立。我们的产出会是人才、战略、知识、技术、思想、生态圈以及影响力。

  我个人跨的专业也非常多,我最初是学热能动力的,在电厂电局工作过,然后去新加坡读博士,涉及到激光的材料加工。到英国之后涉及到增材制造。2015年10年前回到中国地质大学,当时做贵金属的增材制作、3D打印,涉及到珠宝专业。去年年初加入南方科技大学,现在主要的工作是在先进制造和功能材料,以及智能设计、穿戴大健康这个领域。

  这是增材制造实验室的配置,首先,我们有金属的激光打印机,这方面就是航空航天,包括民用金属的创新性工作,还有微精密的3D打印机,我们来做微流控的,这块我们会做类激光的芯片和生物的研究。还有3D打印,我们一方面会做可持续建筑和环保的制造,以及医疗保健、工业组件的研发,还有用于教学的机器和设备。

  我两年前拿到了国家自然科学基金的研发,刚才大家提到了建筑行业,或者是房地产行业现在受到非常大的挑战。其实一个重大的压力在于碳排放,我们研究通过低聚物把再生一些材料和固废利用做建材,做可持续的建筑物的构建。低聚物可以通过工业固废替代部分水泥,刚才说的拆装的旧材料我们可以循环利用。这个材料没有广泛应用是因为工艺复杂性高,标准体系缺乏,还有工程适应性不足,所以我们通过增材制造来进行创新性的研究,同时找到一个应用场景作为切入点。

  应用场景,我们首先是从人居安全的角度,地大面对地质灾害的问题,比如说滑坡有拦挡坝阻挡,拦挡坝受巨石的连续冲击,它还是会实现破坏,所以做了一个建数构建,通过仿生的方法,迎冲层是非常坚硬,后面是可以吸能的结构,从而实现更好的地质灾害的防护。

  从材料、结构设计,以及3D打印的性能,以及仿真模拟预测从材料到性能做整体的研究。有了这些数据之后,我们就用AI机器学习进行进一步的优化。

  另外一项是国家重点研发和教育部创新团队的项目,是我们和北京五院,钱学森创办的研究所做的空间推理,金属3D打印。图像中可以看到,这是传统设计,因为里面有很多管道,需要焊接做,增材带来新的方式,我们目标是减少零件数量80%,减重20%,省时50%,然后降本20%。这些是企业同样追求的目标,通过增材制造实现一体化的设计,而且把所有的流道放到精密的部件里面,让部件一体化的成型。目前这些指标我们已经达到了,下一步就是做测试。

  可持续创新设计,我们借助仿生概念和灵感。这里显示的是深海的动物,学名叫“玻璃海绵”,它的组成材料像玻璃纤维的生物合成的材料形成的网状结构,在深水条件下水流可以从中间通过,而且防攻击能力也是非常强。在这个结构上我们做了非均匀质结构,然后与现有的一些轻量化结构做了一些对比,我们实现了更好的优异的力学性能。

  另外一项工作是三维周期极小曲面,这其实是用三维函数生成的结构,在航空航天应用是在轻量化的设计,现在集成电路的产生有大量的热负荷,热负荷需要把热管理,散热出去的。所以我们在力学调控情况下,我们又增加了散热管理的性能,而且这种结构是我们在各个区域都可以变换和调控它的性能。

  这是负泊松比结构,受压时是收缩,传统结构受压时会变得更宽,这样的结构有非常好的吸能能力,我们在结构上做了优化。上面图没有优化,有一些地方是有局部缺陷的,优化之后可以承接受力,它越压越密实,性能得到了保障。

  下面分享一下受力,Translation和转化的看法,南科大首先要做基础研究,建立技术上面的优势,同时我们也关注产业,找到产业应用场景。这一块大家也分析了,智慧家居以及卫浴空间这一块是从功能化到场景化、情感化的转化。情感化另外一个很重要的就是疗愈感,现在内卷和各种压力,包括深圳大家挣钱的压力,养家糊口的压力,经济下行的压力是非常大的,我们需要用情感化的方式调节大家心理健康,包括舒适感和幸福感的重构。

  目前的挑战,产品同质化、定制化成本高,设置与需求脱节。当产业开发产品的时候,首先是想着节能、降本,降本的时候通常会采取大规模化的制造方式,有时比较难适应个性化的场景需求。

  增材制造作为一种新的呈现方式,它可以带来一些潜力。当然增材制造业可以结合其他的制造方式组合到现有的产品上面。比如说高度的个性化,可以用动物造型的花洒对于儿童来说就有非常大的吸引力。再一个突破设计的限制,可以从工艺上面、材料上面进行新的尝试。再有就是材料的创新,可再生的生物材料给我们提供了巨大的资源,如果我们把它融入智慧家居,我们可以循环利用这些材料,形成循环的经济。

  3D打印的优势是基于数字化的模型文件,通过逐层的方式,最早建房子就是一块又一块砖垒起来,其实它就是一种增材的方式。3D打印所有成型方式可以数字化,一方面可以通过数字化精准成型,另外一方面,我们通过AI方式让数字化的设计形成不断的优化,满足不同的需求。

  我们可以开发各种地质聚合物也好,生物质材料也好,包括大家用的咖啡、茶叶,其实都可以融入到建材里面来。同时结合定制化的设计产生创新的产品。

  一个应用的案例是美国的一家公司CannonDesign,他已经拿到国防的项目,军事上面海堤防护,他在海堤结构、海堤防护,生态防护,还有海边的酒店,游泳池装修的瓷砖都已经在利用,这是很年轻的团队,8-10个人,刚刚融了500万美金,已经达到3000万美金的估值,他们所有的技术都是用机器人做的增材制造,结合可再生建材做的。

  个性化家居卫浴,大家看到的是浆料挤出的材料,陶瓷原来是手工的成型方式,结合3D打印可以很精准的成型。做完之后,后面烧瓷,外面的镀色,科勒有这样的案例,突破传统模具的限制,做定制化或者艺术化,或者有创意的造型。

  另外就是花洒,我刚刚介绍了一下我们在金属上面可以用到航空航天卫星的内部流道的设计,对于花洒的流道设计我们有更大的空间做,我们可以用更少的材料实现更高结构的强度。花洒对水的有效应用,如何通过水流的控制达到很好的淋浴效果,同时减少水资源消耗,这也是非常重要的设计优化的需求。

  未来设计案例分享,首先会关注老年友好卫浴、儿童安全设计,酒店/公寓、医疗健康等领域。刚才提到适老化是非常重要的应用场景,现在20-40岁人口是最大的比例,但是10年、20年后这个比例会发生非常大的变化。50-80岁是我们国家最重要的人群,可以用3D打印适配老人的洗手台、防滑构件,减少摔倒风险,还可以集成传感器,因为一旦电器化,我们所有传感器可以加装进来,可以提供各种监测的功能。

  商业和酒店的空间,一方面有很多竞争驱动,让空间进行创新。另外是各个酒店,或者是商业空间可以通过自己的设计来表达自己的风格。这家公司已经用3D打印做洗脸盆,通过这个技术一天可以做150个,这150个可以是不一样的,它可以在不同的楼层,不同的房间类型里面做不同的风格设计,增加它的吸引力。

  康养空间,医院康复中心很重要的是抗菌设计,3D打印材料里面可以加银离子等抗菌材料,还可以在扶手抓地这一块做很多个性化的设计。

  当然现在也有很多挑战,技术瓶颈是效率与精度的平衡。还有材料与成本的经济性,还有产业生态、环保闭环等挑战在。

  总体来说,低碳增材制造在卫浴领域成效显著,带动新产品的创新。刚才京东提到有定制化非标的产品,实现完全个性化定制的产品,包括适老化、儿童,包括酒店业可以带来一些创新。技术、材料、成本及标准等问题,学校在不断突破技术、材料、成本这样一些问题,我们希望未来为行业做一些赋能。而且目前这些技术、材料和成本其实也在其他产业上面不断突破,包括商业航空,以及其他的民用领域,大家注意一下我穿的鞋就是3D打印,每个人一年四季有不同的鞋,可以想到市场空间是非常大的。有这样的产业在驱动成本、技术的降低,包括设计的优化,我相信它有一天会到卫浴行业。

  以上就是我的分享,谢谢大家!

  主持人:感谢郝教授的精彩分享。“持之以恒,方得始终”。在未来的家居环境中,智能化的趋势越来越明显,给我们的生活带来了更多便利、舒适、安全和健康的体验。而在卫浴行业中,恒洁品牌一直秉承着持续提升产品品质、不断创新的理念,致力于以先进的技术、卓越的设计和优质的服务,为用户打造高品质、可靠的卫浴产品。

  接下来,掌声有请恒洁集团品牌总监元永义先生,阐述如何以匠心《持质以恒智造品质美好生活》。

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