解讀企業(yè)考慮使用3D打印技術(shù)的三種類型機(jī)會(huì)

南極熊導(dǎo)讀，3D打印工藝已經(jīng)存在了近30年，由于該技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)更快的制造速度、高質(zhì)量的材料以及批量生產(chǎn)改進(jìn)后的工業(yè)級(jí)零件。因此，近幾年該技術(shù)的覆蓋速度正在持續(xù)增長(zhǎng)。

△Wohlers Report 2021報(bào)告

隨著3D打印技術(shù)和材料的不斷發(fā)展，同樣給市場(chǎng)帶來(lái)了更多的商機(jī)，例如傳統(tǒng)工業(yè)正在尋找機(jī)會(huì)將該技術(shù)融入自己的生產(chǎn)流程中。因?yàn)椋�在供�?yīng)鏈中斷的情況下，一些傳統(tǒng)制造公司，正在探索將3D打印作為零件生產(chǎn)的新解決方案。

此外，根據(jù)SmarTech Analysis發(fā)布的一份報(bào)告顯示，2021年該技術(shù)持續(xù)增長(zhǎng)了近106億美元，預(yù)計(jì)到2030年，將持續(xù)增長(zhǎng)到508億美元，漲幅約為85%。

增材制造帶來(lái)的機(jī)遇的確引人注目，以至于2022年5月初，拜登政府宣布了一項(xiàng)新舉措，意在促進(jìn)3D打印在本土的快速發(fā)展。這項(xiàng)名為 AM Forward的計(jì)劃讓通用航空、霍尼韋爾、洛克希德馬丁、雷神和西門子能源等大型制造商與美國(guó)的小型供應(yīng)商合作，幫助他們更廣泛地使用該技術(shù)。通過(guò)這樣做，將加強(qiáng)美國(guó)的供應(yīng)鏈，降低成本，并鼓勵(lì)對(duì)能夠使用該技術(shù)的中小型企業(yè)進(jìn)行投資。

△SAGA的模擬月球棲息地外部高度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該項(xiàng)目由多家傳統(tǒng)企業(yè)提供多種支持

目前，美國(guó)政府官員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到3D打印所帶來(lái)的商業(yè)價(jià)值，并正在努力進(jìn)一步加快它在制造實(shí)踐中的采用。許多組織正在重新審視該技術(shù)，如何使他們的業(yè)務(wù)受益。

當(dāng)企業(yè)考慮開(kāi)始使用增材制造的最佳方式時(shí)，可以優(yōu)先考慮三種類型機(jī)會(huì)：

1. 創(chuàng)建定制產(chǎn)品
3D打印是快速、低成本地制造單個(gè)，和小批量獨(dú)特零件的理想選擇。

制作定制產(chǎn)品的組織，例如按需定制或個(gè)性化，可以很容易地使用軟件生成獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，然后使用該技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。與需要工具和制造設(shè)備的傳統(tǒng)工藝不同，該技術(shù)不需要額外的工具，可以以最小的步驟和成本直接打印零件。另外，它能夠以低得多的成本交付完全定制的產(chǎn)品。

△3D打印機(jī)修復(fù)牙齒

例如，醫(yī)療保健領(lǐng)域的牙科和牙齒矯正。多年來(lái)，傳統(tǒng)的金屬牙套主導(dǎo)了市場(chǎng)。然而，Invisalign利用立體光刻技術(shù)，制造了一種新的治療方式，顛覆了這個(gè)行業(yè)。該產(chǎn)品為每位患者量身定制，同時(shí)比傳統(tǒng)牙套更舒適，更易于使用，甚至更具設(shè)計(jì)美學(xué)。利用3D打印技術(shù)，能夠快速為每個(gè)客戶量身定制產(chǎn)品，而傳統(tǒng)制造方法的成本相對(duì)過(guò)高。

△Kimoa的3D打印電動(dòng)自行車

換個(gè)角度來(lái)說(shuō)，3D打印技術(shù)為消費(fèi)者，普及了那些看起來(lái)不可能的定制機(jī)會(huì)。以運(yùn)動(dòng)賽車品牌Kimoa為例，通過(guò)制造個(gè)性化 的3D打印，碳纖維復(fù)合材料電動(dòng)自行車。這些由Arevo創(chuàng)建的可定制車架，允許用戶根據(jù)個(gè)人尺寸和審美偏好訂購(gòu)自行車。同時(shí)，通過(guò)利用增材制造，企業(yè)可以在更短的時(shí)間內(nèi)制造產(chǎn)品，并提供比以往更多的選擇。

2. 探索性能和新穎的美學(xué)設(shè)計(jì)
由于3D打印的過(guò)程是數(shù)字驅(qū)動(dòng)，因此工程師在設(shè)計(jì)中擁有更多的創(chuàng)造性自由。企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)數(shù)控(CNC)加工，或注塑成型無(wú)法創(chuàng)建的幾何形狀 。

這些新穎的幾何形狀，通常會(huì)提高原始產(chǎn)品的設(shè)計(jì)性能，因?yàn)樗鼈兡軌蚶@過(guò)傳統(tǒng)制造工藝中存在的限制，允許出現(xiàn)底切和無(wú)法進(jìn)入的孔等特征。例如，可以通過(guò)該技術(shù)制造晶格或有機(jī)結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)造具有新穎機(jī)械優(yōu)勢(shì)、減震出色和節(jié)能的產(chǎn)品。

△Rawlings REV1X手套系列

例如，Rawlings開(kāi)發(fā) 了一種棒球手套，用更輕、更薄、更耐用的3D打印彈性網(wǎng)格部件，代替了手指上的傳統(tǒng)泡沫或羊毛墊。通過(guò)利用該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，該公司能夠提高性能，并創(chuàng)造出更好的產(chǎn)品。

它們還更耐用。傳統(tǒng)材料可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而分解或降解，但3D打印技術(shù)允許使用更先進(jìn)的材料，與使用傳統(tǒng)方法制造的類似產(chǎn)品相比，它們具有更好的高性能和更長(zhǎng)的使用壽命。

3. 生產(chǎn)較少量的產(chǎn)品
3D打印允許企業(yè)，以更低的價(jià)格生產(chǎn)更少數(shù)量的零件，因?yàn)椴恍枰�像傳統(tǒng)制造那樣使用工具。無(wú)工具制造，可以為精明的制造商帶來(lái)新的商機(jī)。由于該技術(shù)，通�？梢栽跀�(shù)周內(nèi)生產(chǎn)小批量產(chǎn)品，因此，它非常適合，希望從快速原型制作，快速擴(kuò)展到小批量生產(chǎn)的企業(yè)。

△Illusory Material的3D打印透鏡效果香水瓶

例如，預(yù)估市場(chǎng)需求，并最終確定產(chǎn)品的過(guò)多或過(guò)少，企業(yè)可以以較少數(shù)量的產(chǎn)品先進(jìn)入市場(chǎng)，以測(cè)試其可行性。然后，再根據(jù)市場(chǎng)反饋，提高或降低生產(chǎn)速度。同時(shí)，還可以根據(jù)反饋，快速迭代或更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，而不會(huì)因新工具帶來(lái)額外的成本。

現(xiàn)在，企業(yè)有許多機(jī)會(huì)將增材制造納入其日常生產(chǎn)。AM Forward計(jì)劃，將進(jìn)一步讓中小型企業(yè)從3D打印技術(shù)中獲益。此處涵蓋的三種機(jī)會(huì)都適用于任何規(guī)模的公司。由于該技術(shù)的諸多優(yōu)勢(shì)，選擇采用3D打印的工程師，將在他們自己的業(yè)務(wù)中看到這些優(yōu)勢(shì)。