對于制造業(yè)未來(lái)幾年的前景展望,可以用“樂(lè )觀(guān)”這個(gè)詞來(lái)定義。這種信心的增長(cháng)催化因素很大程度上歸功于工業(yè)3D打印以及增材制造應用范圍的持續擴大。根據市場(chǎng)研究機構SmarTech Markets Publishing發(fā)布的預測分析,截止到2018年第三季度,工業(yè)3D打印產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規?;驅⒊^(guò)37億美元;到2025年第三季度,工業(yè)3D打印的市場(chǎng)規?;驅⒊^(guò)157億美元。 這樣強勁的增長(cháng)主要來(lái)源于高分子與金屬材料的增材制造解決方案。這說(shuō)明在未來(lái),這兩種材料都將被越來(lái)越多地應用于工業(yè)級增材制造上。
但是,并非所有工業(yè)3D打印的技術(shù)都得以同步發(fā)展。雖然增材制造技術(shù)在近幾年的應用有所增長(cháng),但真正投入大規模應用的也僅在特定地區與行業(yè)。對專(zhuān)業(yè)技術(shù)的知識匱乏已經(jīng)成為阻礙部分企業(yè)部署行業(yè)革新技術(shù)的關(guān)鍵障礙,例如缺乏對增材制造技術(shù)的理解--這一制造業(yè)中具有顛覆性、正快速發(fā)展的技術(shù),即便其成熟度仍有待提升。
以下是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印的全球技術(shù)領(lǐng)導者EOS對增材制造趨勢的更多詳細預測。
1.增材制造的批量生產(chǎn)與工廠(chǎng)數字化將持續加速
目前,工業(yè)3D打印技術(shù)已經(jīng)達到了一定的成熟度,使得在批量生產(chǎn)中增材制造部件和成品部件成為現實(shí)。這主要是由于增材制造生產(chǎn)零部件的高質(zhì)量及其可復制性。
現在,該技術(shù)已經(jīng)可以用于批量生產(chǎn)。同時(shí),增材制造應用領(lǐng)域的擴大也引出了新的話(huà)題:需要新的解決方案來(lái)滿(mǎn)足新的客戶(hù)需求。問(wèn)題的關(guān)鍵不僅限于在哪些應用下,增材制造可以取代傳統制造方式;相反,客戶(hù)的需求傾向于將增材制造技術(shù)整合到現有生產(chǎn)環(huán)境中,將增材制造與傳統制造技術(shù)相結合,并不斷優(yōu)化數據流與零件生產(chǎn)流程。其他因素也包括可用的材料組合,提高系統生產(chǎn)力,顯著(zhù)降低單個(gè)部件成本,并提高自動(dòng)化水平。簡(jiǎn)要來(lái)說(shuō),就是將傳統制造方式與增材技術(shù)整合融入數字網(wǎng)絡(luò )中。
EOS、戴姆勒及Premium Aerotec公司,為推動(dòng)發(fā)展新一代增材制造技術(shù)的“新一代增材制造” (NextGenAM)合作項目就是一個(gè)例子。該項目的愿景是推動(dòng)整個(gè)工業(yè)3D打印的自動(dòng)化進(jìn)程。項目組成員將嚴格檢驗整個(gè)增材制造過(guò)程,包括從金屬粉末的供應到制造完成后的加工處理過(guò)程等。三家公司希望此舉能夠幫助其發(fā)揮成本優(yōu)勢,也為將來(lái)進(jìn)行大規模增材制造生產(chǎn)打下基礎。
這些轉變是在未來(lái)幾年中,工業(yè)生產(chǎn)正在發(fā)生根本性變化的情況下產(chǎn)生的。在工業(yè)4.0的背景下,隨著(zhù)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上合作模式的普及,以及制造過(guò)程持續數字化,企業(yè)的目標將是創(chuàng )建數字化連接的智能工廠(chǎng)。在未來(lái)工廠(chǎng)中,EOS提供的工業(yè)3D打印解決方案將與傳感器系統,機器人技術(shù)與人機通信一起發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。
2.增材制造相關(guān)教育培訓即將開(kāi)展
掌握工業(yè)3D打印相關(guān)知識的企業(yè)目前為數不多,這是阻礙廣泛應用增材制造的因素之一,而這一現狀將在2018年及未來(lái)發(fā)生改變。安永在2016年的一項研究顯示,每4家企業(yè)中就有3家并不了解3D打印技術(shù)將會(huì )給他們帶來(lái)怎樣的收益,比如在成本效益、靈活性、以及產(chǎn)品和部件的創(chuàng )新性發(fā)展方面等。
由于一些機構自身往往無(wú)法應對這一轉變,因而針對3D工業(yè)打印項目如何規劃和實(shí)施的咨詢(xún)工作尤為重要。EOS的增材思維咨詢(xún)服務(wù)部門(mén)將一些必要的增材制造知識帶給那些希望投資于工業(yè)3D打印領(lǐng)域的企業(yè),重點(diǎn)教育如何降低投資風(fēng)險,以及提高企業(yè)競爭力。該部門(mén)還針對不同企業(yè)的特定需求定制化開(kāi)發(fā)并執行增材制造扶持計劃,力爭迅速而務(wù)實(shí)地傳播知識,從而在短期內取得切實(shí)成果。EOS期望2018年起,咨詢(xún)部門(mén)不僅將繼續快速增長(cháng),甚至能夠提速發(fā)展。
3.工業(yè)3D打印的顛覆性將因地區和行業(yè)差異而有所不同
2018年,工業(yè)3D打印將繼續對某些行業(yè)造成顛覆,但程度有所不同。同樣,不同區域應用率也有所高低。盡管北美和歐洲在工業(yè)3D打印的道路上已經(jīng)走得很遠,但亞太地區部分企業(yè)現在仍剛開(kāi)始著(zhù)手開(kāi)發(fā)有關(guān)3D打印的項目。應用行業(yè)層面,航空航天、醫療健康等一些把控嚴格的行業(yè),已經(jīng)很快意識到工業(yè)3D打印的優(yōu)勢,正如火如荼量產(chǎn)著(zhù)零部件,甚至是核心零部件。相比之下,汽車(chē)行業(yè)則稍有落后。不過(guò)從2018年起,汽車(chē)行業(yè)將開(kāi)始趕超其他行業(yè),通過(guò)投資3D打印技術(shù)來(lái)生產(chǎn)一些專(zhuān)業(yè)化的零部件。EOS預計,目前多用于豪車(chē)和一級方程式賽車(chē)的3D打印部件,未來(lái)將會(huì )越來(lái)越多地應用到普通車(chē)輛上。
最近的案例就是MINI Yours Customized項目,MINI的買(mǎi)家可以定制自己的車(chē)輛零部件,比如側舷窗、內飾、LED門(mén)投影儀等,只有通過(guò)3D打印和激光刻字等革新的制造方法才能到達這種程度的定制化。
隨著(zhù)創(chuàng )新周期不斷縮短,3D打印應用滯后的行業(yè)需要迎頭趕上,同時(shí)一些機構和企業(yè)在未來(lái)幾年中也需要迅速靈活地應對不斷變化的市場(chǎng)和客戶(hù)需求。從2018年起,企業(yè)不僅需要穩固現有的商業(yè)模式,還需要開(kāi)拓新的業(yè)務(wù)線(xiàn)以增強盈利能力來(lái)保持企業(yè)競爭力。在這一過(guò)程中,工業(yè)3D打印技術(shù)這樣的創(chuàng )新型科技,在為企業(yè)提供了技術(shù)支持的同時(shí)也顛覆了目前的業(yè)務(wù)模式。工作環(huán)境的變動(dòng)也要求員工有更強的靈活性。盡管這樣的轉變頗具挑戰性,但它也帶來(lái)了許多新的機遇,至少在未來(lái)十年間,轉型重點(diǎn)將放在設計與制造層面。
總結
EOS預期自2018年起,工業(yè)3D打印將取得重大進(jìn)展。該項技術(shù)正日臻成熟,一部分行業(yè)已經(jīng)應用于批量生產(chǎn),另一部分行業(yè)也已有所探索和掌握。然而,技術(shù)僅是一方面,只有當企業(yè)和員工對工業(yè)3D打印的認知和理解加深、轉變思維方式,那才是變革最至關(guān)重要的環(huán)節,才能幫助企業(yè)在未來(lái)幾年保持競爭力和創(chuàng )新力?! ?
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