增材制造即將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，企業(yè)發(fā)展可以這樣四步走

來源： 羅蘭貝格

過去，增材制造是一種制作原型昂貴的小眾技術(shù)。如今，金屬增材制造正在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。當(dāng)現(xiàn)有增材制造技術(shù)開始遭遇固有成本限制時，新型增材生產(chǎn)概念正在動搖市場。企業(yè)必須使自身處于發(fā)展前沿，積極參與技術(shù)路線的創(chuàng)造與維護(hù)。

新機(jī)遇帶來復(fù)雜性

隨著金屬3D打印市場的不斷發(fā)展，制造業(yè)企業(yè)需對此采取相應(yīng)的舉措。過去，增材制造是一種制作原型昂貴的小眾技術(shù)，而如今對于某些大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用而言，增材制造的價格正變得更為企業(yè)所接受。

新技術(shù)固然帶來了新機(jī)遇，但也使得局面變得愈加復(fù)雜。新企業(yè)攜最新技術(shù)進(jìn)入市場，企業(yè)越來越難以保證掌握最先進(jìn)的技術(shù)，也越來越難以將有時過熱的營銷宣傳與新技術(shù)的真正能力區(qū)分開來。

因此，企業(yè)需要掌握市場動態(tài)，制定適當(dāng)?shù)纳�產(chǎn)技術(shù)戰(zhàn)略，以應(yīng)對新機(jī)遇帶來的復(fù)雜性。


新激光粉末床熔化技術(shù)

說到金屬零件的增材制造，我們首先會想到激光粉末床熔化。若用一個立方體來表示零件性能、批量大小與成本三個維度的復(fù)雜關(guān)系，可以清楚地看到激光粉末床熔化技術(shù)在該立方體中的位置，且立方體中還有很大的空間——這些空間可能被其他技術(shù)占據(jù)，我們將在下文中加以論述。


激光粉末床熔化增材制造的三個維度
激光粉末床熔化性能較高，相對而言成本較高

資料來源：羅蘭貝格

與傳統(tǒng)生產(chǎn)制造相比，激光粉末床熔化技術(shù)仍然非常昂貴。特別是在大批量應(yīng)用中，其成本與其他技術(shù)存在顯著差距。

成本對比
傳統(tǒng)制造技術(shù)與激光粉末床熔化成本對比，假設(shè)以下集合形狀表示數(shù)值 (歐元，示意圖)

資料來源：羅蘭貝格

從技術(shù)角度而言，激光粉末床熔化的成本有望實現(xiàn)大幅降低。但在接下來的三至五年中，現(xiàn)有訂單的成本不會大幅下降。2014至2020年間，該技術(shù)的成本變化軌跡已經(jīng)明確了與熔模鑄造加工等中等至大批量應(yīng)用的傳統(tǒng)制造相比，激光粉末床熔化的成本需要在多大程度上得以降低。

近期內(nèi)，零件成本不會出現(xiàn)革命性的下降
激光粉末床熔化增材制造與傳統(tǒng)制造的成本演變(示意圖)

資料來源：羅蘭貝格

金屬增材制造的現(xiàn)有技術(shù)和新型技術(shù)

目前，幾種新型金屬增材制造技術(shù)隨粉末床熔化或直接金屬沉積技術(shù)一同出現(xiàn)。這些技術(shù)可以在激光粉末床熔化技術(shù)尚未覆蓋的小眾市場上進(jìn)行補(bǔ)充。然而，從長遠(yuǎn)來看，這些技術(shù)可以擴(kuò)大應(yīng)用范圍，部分取代激光粉末床熔化。

將這些其他技術(shù)與激光粉末床熔化一起放在立方體中，可以發(fā)現(xiàn)每種新技術(shù)在零件性能、批量大小與成本方面都占據(jù)著一席之地。企業(yè)可以以此為基礎(chǔ)，選擇最適合某個特定項目的應(yīng)用技術(shù)。

主要增材制造技術(shù)的現(xiàn)狀
立方體中的金屬增材制造技術(shù)(示意圖)

隨著增材制造整體格局迅速變化并帶來新機(jī)遇，制造業(yè)企業(yè)需要評估其對業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影響。最有可能出現(xiàn)的情況是，并非單一技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)，而是一系列技術(shù)共存，不同技術(shù)滿足不同客戶的需求。

為了幫助企業(yè)開發(fā)技術(shù)路線圖，作為其反映增材制造技術(shù)多樣性戰(zhàn)略的一部分，羅蘭貝格建議企業(yè)采用四步走的方法。

第一步：篩選完整的解決方案

首先，對現(xiàn)有可用或接近成熟的技術(shù)進(jìn)行篩選，詳細(xì)了解各項技術(shù)的功能，判斷其是否與自己的特定業(yè)務(wù)相關(guān)。

第二步：評估用例

一旦企業(yè)掌握了技術(shù)領(lǐng)域，就應(yīng)系統(tǒng)地審視產(chǎn)品組合，發(fā)掘在整個價值鏈上增材制造的潛在用例。針對這些用例對零件性能、批量大小與成本的要求，確保既考慮到特殊零件的生產(chǎn)，也考慮到其從原型到售后的工程應(yīng)用。

第三步：用例分組并創(chuàng)建技術(shù)路線圖

將用例在立方體中分組。值得注意的是，一些用例可能在立方體中還是空白，但技術(shù)的發(fā)展或轉(zhuǎn)移與新技術(shù)的出現(xiàn)可能會填補(bǔ)這些空白。企業(yè)應(yīng)根據(jù)其對產(chǎn)品與組織的潛在影響來評估每個分組，然后根據(jù)每個分組來制定技術(shù)路線圖，以明確在何時以及何種條件下，對每個分組進(jìn)行增材制造的投資。


部分組合的評價與歸類
第二步與第三步 (示范圖與示例圖)

第四步：定期更新機(jī)制

最后，建立一個定期的篩選流程，作為更新技術(shù)路線圖的基礎(chǔ)。以上四步走方法成為一個循環(huán)的過程，有助于企業(yè)掌握技術(shù)發(fā)展的最高水平，以制定未來的技術(shù)戰(zhàn)略。

來源： 羅蘭貝格