3D打印技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品的制造

作者：DHL Customer Solutions & Innovation

3D打印技術(shù)除了進(jìn)行高度定制的生產(chǎn)以滿足個人需求，還可以用來制作非常復(fù)雜的產(chǎn)品。這意味著3D打印可能會對汽車和制造業(yè)等重工業(yè)產(chǎn)生重大影響。到2019年，預(yù)計10%的離散制造商將使用3D打印機(jī)為他們銷售或服務(wù)的產(chǎn)品生產(chǎn)零部件。為了說明目前正在進(jìn)行3D打印的一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)，下面是當(dāng)前在制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)3D打印的一些關(guān)鍵范例。

在汽車領(lǐng)域，初創(chuàng)公司Local Motors已經(jīng)在利用3D打印技術(shù)制造汽車方面取得了相當(dāng)不錯的成績。該公司設(shè)計了世界上第一輛3D打印電動汽車Strati。75%的汽車，從底盤到車身都是3D打印的，使用碳纖維增強(qiáng)ABS塑料。從最初的設(shè)計到原型的最終生產(chǎn)，Local Motors只需要兩個月的時間，充分展示了如何利用3D打印技術(shù)來縮短投放市場的時間。

許多老牌制造企業(yè)也在制造過程中成功地運(yùn)用了3D打印技術(shù)，并取得了顯著的效果。這在航空航天和汽車工業(yè)中表現(xiàn)得最為明顯。為了追求發(fā)展和使用先進(jìn)的加法制造技術(shù)，寶馬集團(tuán)迄今已將1萬個3D打印部件集成到勞斯萊斯幻影系列的生產(chǎn)中，聲稱這樣的新技術(shù)將縮短生產(chǎn)時間，并在汽車制造中實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)。

通用電氣最近開設(shè)了它的多模態(tài)制造工廠，這是一家大規(guī)模的加法制造工廠，為通用電氣先進(jìn)的LEAP噴氣發(fā)動機(jī)生產(chǎn)燃料噴嘴等3D打印部件。通用電氣已經(jīng)使用3D打印技術(shù)快速制造替代材料有一段時間了�，F(xiàn)在，該公司正著手將3D打印技術(shù)融入其主要制造流程。新的燃料噴嘴設(shè)計，通過3D打印實(shí)現(xiàn)，比傳統(tǒng)生產(chǎn)的早期模型輕25%，耐用性提高5倍。噴嘴以前由20個零件組成，且這些零件必須從不同的供應(yīng)商處采購，然后組裝在一起�，F(xiàn)在，他們可以一步完成。

空客公司正在利用3D打印技術(shù)建造飛機(jī)，并已在其最新的A350機(jī)型中引入了1000多個3D打印部件�？湛鸵苍谠囼炌耆�3D打印的飛機(jī)。在2016年的國際航空航天展上，它展示了雷神無人機(jī)——一架完全3D打印的無人機(jī)，由50個3D打印部件和兩個電機(jī)組成。這架飛機(jī)長4米，重21公斤，只用了4個星期就建成了。

分散式按需生產(chǎn)
在遙遠(yuǎn)的環(huán)境中自主創(chuàng)造復(fù)雜產(chǎn)品的能力受到資源開采公司、太空機(jī)構(gòu)和軍方的高度追捧。第一個工作應(yīng)用程序已經(jīng)存在，還有許多正在開發(fā)和現(xiàn)場測試中。

3D打印可以將制造業(yè)帶到偏遠(yuǎn)、難以到達(dá)的地區(qū)。2014年，美國海軍在埃塞克斯號航空母艦上安裝了3D打印機(jī)，訓(xùn)練水手打印所需的備件和武器部件，減少了交貨時間，并使他們能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用關(guān)鍵部件。美國海軍的另一個實(shí)驗項目是在遠(yuǎn)洋船只上應(yīng)用“隨需應(yīng)變”3D打印無人機(jī)的概念：一艘船離開港口，船上已經(jīng)裝載了少量的電氣部件和大多數(shù)無人機(jī)設(shè)計中常見的部件，然后，根據(jù)任何特定的需要，例如監(jiān)視或情報，水手們將能夠自己打印和組裝所需的無人機(jī)。

在航空航天領(lǐng)域，美國宇航局已與太空3D打印公司簽訂合同，設(shè)計一款將在國際空間站進(jìn)行測試的3D打印機(jī)。“太空制造”專注于生產(chǎn)用于太空操作的打印機(jī)和材料。該公司的最終愿景是在深空探測任務(wù)中提供所需技術(shù)。與RepRap率先提出的自我復(fù)制3D打印機(jī)的想法相結(jié)合，這可以支持最復(fù)雜的太空任務(wù)，從行星和彗星的探索到小行星資源的開采。

資源開采項目通常在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行，擁有很少的甚至沒有基礎(chǔ)設(shè)施，這使得備件的交付具有挑戰(zhàn)性。石油平臺就是一個很好的例子。殼牌技術(shù)中心正在探索生產(chǎn)工具的遠(yuǎn)程離岸3D打印，目的是讓平臺工作人員能夠自己制作所需工具。

欠發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)通常欠缺制造能力，與全球供應(yīng)鏈脫節(jié)。Field Ready正在與世界宣明會(World Vision)合作，在尼泊爾建立一個創(chuàng)新實(shí)驗室，生產(chǎn)救援機(jī)構(gòu)在救災(zāi)營地所需的3D打印用品(反過來，這將減少向災(zāi)區(qū)運(yùn)送成套用品的需求)。該公司估計，這項技術(shù)可以為援助機(jī)構(gòu)節(jié)省40-50%的后勤成本。

原作者：DHL Customer Solutions & Innovation

來源：3D PRINTING AND THE FUTURE OF SUPPLY CHAINS A DHL perspective on the state of 3D printing and implications for logistics 2016，DHL Customer Solutions & Innovation，viewed on 29 June 2019,