(2019-01-28)在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，擁有質(zhì)量高、成本低、速度快等特點(diǎn)的機(jī)械加工和注塑成型工藝等傳統(tǒng)制造工藝，被奉為大批量生產(chǎn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而增材制造(也稱為3D打印)在當(dāng)時(shí)則僅在快速成型和小批量生產(chǎn)運(yùn)行的場(chǎng)景下有用武之地。

如今，隨著產(chǎn)品生命周期的不斷縮短和人們對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化需求的日益高漲，企業(yè)開(kāi)始面臨產(chǎn)品在上市時(shí)間和成本方面的極大壓力，傳統(tǒng)制造技術(shù)的效率難以再勝其任。但是近年來(lái)，3D打印技術(shù)在設(shè)備和材料領(lǐng)域卻取得了快速進(jìn)步，迅猛起飛的3D打印技術(shù)超越制造業(yè)，進(jìn)入醫(yī)療等市場(chǎng)也就不足為奇了。從納米級(jí)金屬結(jié)構(gòu)和食物到人體組織器官、建筑甚至在未來(lái)可能打印出整個(gè)的城市 —— 各種各樣令人眼花繚亂的東西都可以被3D打印出來(lái)，展現(xiàn)出了無(wú)窮無(wú)盡的可能性。

制造業(yè)轉(zhuǎn)型

不可否認(rèn)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)下，產(chǎn)品的上市時(shí)間會(huì)極大地影響其盈利能力。將滿足消費(fèi)者期望的產(chǎn)品加速推向市場(chǎng)，已經(jīng)發(fā)展為企業(yè)間相互競(jìng)爭(zhēng)的一場(chǎng)持久戰(zhàn)。僅僅依靠傳統(tǒng)制造技術(shù)已經(jīng)無(wú)法脫穎而出，但3D打印等數(shù)字技術(shù)卻開(kāi)始幫助企業(yè)在當(dāng)前充滿挑戰(zhàn)的商業(yè)環(huán)境中的獲得全新的生存和發(fā)展空間。

不同于傳統(tǒng)制造技術(shù)，3D打印可以為企業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新的商業(yè)模式，并徹底地重新審視產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和交付方式。通過(guò)3D打印技術(shù)，新產(chǎn)品導(dǎo)入(New Product Introduction，NPI)時(shí)間表將被大幅縮短。在設(shè)計(jì)方面，使用快速成型技術(shù)可以加速設(shè)計(jì)周期，快速而有效地測(cè)試多個(gè)迭代，同時(shí)避免使用高成本的制造工具。3D打印還可以消除傳統(tǒng)制造在設(shè)計(jì)方面諸多限制，例如在生產(chǎn)過(guò)程中，之前的一些工具成本過(guò)高的零部件，如今就可以通過(guò)3D打印技術(shù)以一種前所未有的成本效益制造出來(lái)。

不僅如此，3D打印還賦予了廠家靈活自主地設(shè)計(jì)構(gòu)造錯(cuò)綜復(fù)雜零件的能力，不再受制于成型或減材工藝中存在的諸多限制，這為設(shè)計(jì)并打印一些組件的單個(gè)部分創(chuàng)造了可能。在這個(gè)產(chǎn)品個(gè)性化的時(shí)代，3D打印具有批量制造生產(chǎn)獨(dú)特或著定制零部件的能力，這一點(diǎn)相比傳統(tǒng)制造工藝具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

3D打印在設(shè)備維護(hù)管理中同樣發(fā)揮重要作用。通過(guò)3D掃描和打印技術(shù)可以經(jīng)濟(jì)高效地制造出替換部件，從而降低庫(kù)存和存儲(chǔ)成本。

分布式制造

分布式制造正在改變企業(yè)將3D打印融入其數(shù)字戰(zhàn)略的方式。通過(guò)分散生產(chǎn)，分布式制造使得產(chǎn)品成品能夠更貼近消費(fèi)者端。而3D打印技術(shù)，可以為制造商提供更加完善的、連續(xù)的數(shù)字線程貫穿物理供應(yīng)鏈，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行從設(shè)計(jì)概念到生命周期的全流程高效管理。廠家只需要發(fā)送一份文件，即可將生產(chǎn)任務(wù)分配給裝配了數(shù)字制造系統(tǒng)的任意位置，這使供應(yīng)鏈編排變得更加協(xié)調(diào)、透明和高效。捷普工廠在大規(guī)模生產(chǎn)中普遍采用包括設(shè)計(jì)到新產(chǎn)品導(dǎo)入方面的3D技術(shù)。捷普藍(lán)天創(chuàng)新中心位于加州圣何塞市，自2012年以來(lái)一直使用3D打印機(jī)ODM進(jìn)行硬件和軟件開(kāi)發(fā)。在中國(guó)，捷普廣州公司和捷普無(wú)錫公司在使用工業(yè)3D打印機(jī)制造生產(chǎn)裝配夾具方面已擁有多年經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)速度以及生產(chǎn)靈活性方面均為捷普公司帶來(lái)巨大幫助。

與智能數(shù)字供應(yīng)鏈相結(jié)合，3D打印可以使分布式制造實(shí)踐得到推廣并且能提高整體成功率。通過(guò)對(duì)供應(yīng)鏈健康狀況的實(shí)時(shí)觀察，企業(yè)可以分析歷史數(shù)據(jù)，并利用預(yù)測(cè)分析功能來(lái)主動(dòng)響應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)情況。

下一個(gè)前沿 —— 生產(chǎn)打印技術(shù)

在過(guò)去幾年里，關(guān)于采用3D打印技術(shù)制作生產(chǎn)零件的話題一直備受關(guān)注，但該項(xiàng)技術(shù)只是剛剛開(kāi)始投入生產(chǎn)應(yīng)用，這主要是因?yàn)楝F(xiàn)有的3D打印技術(shù)尚存在一些問(wèn)題，例如打印一致性、材料的可靠性、構(gòu)建屬性以及可用材料的選擇等。在全球制造解決方案提供商捷普公司最近發(fā)布的一項(xiàng)調(diào)查中顯示，目前僅有29%的制造商中只有29%目前采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)零件。

當(dāng)前，捷普正在與MakerBot公司開(kāi)展合作，以實(shí)現(xiàn)3D打印制造技術(shù)的在生產(chǎn)中的應(yīng)用。為了證明3D打印技術(shù)已具備應(yīng)用于生產(chǎn)制造的條件，捷普在確認(rèn)打印機(jī)的各類部件都有望采用3D打印技術(shù)高效地生產(chǎn)出來(lái)之后，便加快了MakerBot Replicator 3D打印機(jī)系列的生產(chǎn)制造的進(jìn)度。這主要還是出于對(duì)這些備選零件在精度、性能和強(qiáng)度等方面要求的考慮。捷普還嚴(yán)密評(píng)估了采用3D打印技術(shù)與采用注模技術(shù)的在生產(chǎn)特定批量產(chǎn)品所需成本上的差異。研究發(fā)現(xiàn)，3D打印技術(shù)除了具有縮短產(chǎn)品上市時(shí)間和降低成本的優(yōu)點(diǎn)外，還可實(shí)現(xiàn)高度的設(shè)計(jì)靈活性。

該項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)提速和成本節(jié)約方面收效顯著，正好印證了捷普的觀點(diǎn)：3D打印技術(shù)已經(jīng)具備了生產(chǎn)應(yīng)用條件，不再僅僅局限于原型機(jī)制造領(lǐng)域。

3D打印技術(shù)的未來(lái)

3D打印技術(shù)的前景非常可觀。該行業(yè)將保持良性增長(zhǎng)，MarketsandMarkets市場(chǎng)研究與咨詢公司預(yù)計(jì)，到2023年，全球3D印刷業(yè)的市值將達(dá)到327.8億美元，2017~2023年間,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)預(yù)計(jì)為25.76%。隨著3D打印技術(shù)不斷開(kāi)辟新的領(lǐng)域，并為工業(yè)和消費(fèi)者提供更多的實(shí)際應(yīng)用，未來(lái)我們制造和分銷商品的方式將發(fā)生真正的改變。