看MTC大會(huì)如何探索3D打印產(chǎn)業(yè)化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)？

根據(jù)歐瑞康董事會(huì)主席MichaelSuss博士，3D打印技術(shù)發(fā)展到今天，雖然在應(yīng)用的寬度上獲得了一定的進(jìn)展，然而對(duì)于進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化來(lái)說(shuō)，還有很多需要改變的地方。直到今天，我們所接觸的3D打印技術(shù)大多沒(méi)有足夠的經(jīng)濟(jì)性來(lái)進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域，此外，質(zhì)量的一致可靠性以及可重復(fù)生產(chǎn)的能力都需要提升。

更高的速度，更好的過(guò)程控制，更適合的材料，這一切的發(fā)展挑戰(zhàn)都需要3D打印生態(tài)圈共同合作來(lái)完成。為了加快實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，基于行業(yè)溝通的需要，歐瑞康創(chuàng)立了慕尼黑技術(shù)大會(huì)（MTC），這是個(gè)持續(xù)兩天的年度大會(huì)，2018年是第二屆MTC大會(huì)，本屆合作主辦方包括歐瑞康，慕尼黑工業(yè)大學(xué)，BayernInnovativ，GE，林德，TUVSUD，以及西門子。

增材制造的一大意義是將顛覆工程與設(shè)計(jì)，因?yàn)樵霾闹圃斓募夹g(shù)特點(diǎn)釋放了設(shè)計(jì)的自由度，那些用于3D打印的零件可以設(shè)計(jì)得十分復(fù)雜，并且生產(chǎn)步驟也得到了簡(jiǎn)化。而從長(zhǎng)期來(lái)說(shuō)，增材制造技術(shù)還會(huì)催生一大批小公司進(jìn)入到制造領(lǐng)域，使得復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)不在是大公司的專長(zhǎng)�？梢哉f(shuō)3D打印不僅僅帶來(lái)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方式的變化，還帶來(lái)了商業(yè)模式的變化，而不破不立，變化的發(fā)生都需要克服重重挑戰(zhàn)。


在2018年的第二屆MTC大會(huì)上，來(lái)自3D打印生態(tài)圈的專家從各個(gè)角度剖析了當(dāng)前3D打印實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

重新想像產(chǎn)品，重新發(fā)明制造，重新思考商業(yè)模式
SMILE項(xiàng)目是歐洲為了生產(chǎn)低成本可回收的火箭所發(fā)起的項(xiàng)目，這些火箭為了將衛(wèi)星送入太空。這種火箭的發(fā)射器非常復(fù)雜，可以經(jīng)受得住極端的高溫與低溫而保持優(yōu)良的機(jī)械性能。

拿發(fā)射器的噴嘴來(lái)說(shuō)，原來(lái)需要35個(gè)零件組合而成，通過(guò)3D打印可一次性完成，這使得3D打印在制造此類零件的時(shí)候效率比傳統(tǒng)制造模式要快3到4倍，成本要節(jié)約大約3倍。

SMILE項(xiàng)目的發(fā)射器具有非常小的感應(yīng)器壓力通道，這些通道只能通過(guò)3D打印的技術(shù)制造出來(lái)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，同樣的道理，增材制造技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)帶冷卻通道的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片從而使得這些葉片可以在極高的溫度下運(yùn)行，而沒(méi)有這些冷卻通道的情況下，這些葉片會(huì)在極高的高溫下發(fā)生變形。而3D打印可以使得冷卻通道的形狀極為復(fù)雜，從而提高冷卻效率，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以在更高的溫度下運(yùn)行，從而使得飛機(jī)的運(yùn)行效率更高，更經(jīng)濟(jì)。

圖：歐瑞康與德國(guó)漢莎航空合作的零件

根據(jù)第二屆MTC大會(huì)，到2050年，行業(yè)看法是增材制造將為航空航天行業(yè)節(jié)約高達(dá)90%的原材料浪費(fèi)。這無(wú)疑是3D打印技術(shù)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的一大機(jī)遇。

    圖：當(dāng)前的粉末床金屬熔融技術(shù)與金屬?zèng)_壓技術(shù)的成本對(duì)比關(guān)系

    圖：當(dāng)前的鈦粉與鈦管材的價(jià)格對(duì)比

對(duì)于粉末床熔融技術(shù)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前無(wú)論是單件制造成本還是從粉末的價(jià)格來(lái)說(shuō)都在與傳統(tǒng)制造競(jìng)爭(zhēng)的層面上發(fā)展。

而3D打印配合數(shù)字制造的趨勢(shì)不僅僅成為植入物、假肢、助聽器、醫(yī)療器械的制造技術(shù)，還進(jìn)入到了消費(fèi)市場(chǎng)，包括阿迪達(dá)斯，NewBalance這些運(yùn)動(dòng)鞋正在通過(guò)3D打印來(lái)實(shí)現(xiàn)其數(shù)字制造的升級(jí)。

根據(jù)GE增材制造首席執(zhí)行官在MTC大會(huì)上的發(fā)言，增材制造作為一種顛覆性的技術(shù)正在對(duì)整個(gè)制造的價(jià)值鏈發(fā)生漣漪般的改變作用，而這種漣漪般的作用范圍包括多個(gè)行業(yè)的原材料需求，能量需求，物流，工程服務(wù)，貿(mào)易平衡。而增材制造還帶來(lái)了重新思考的必要，我們需要重新思考將來(lái)的工作和技能要求，軟件和材料科學(xué)以及對(duì)技術(shù)帶來(lái)的沖擊和改變。

3D打印的局限與機(jī)遇
并不是所有的產(chǎn)品都適合通過(guò)3D打印的方式來(lái)制造，根據(jù)Wholers的預(yù)測(cè)，未來(lái)通過(guò)3D打印方式制造出來(lái)的產(chǎn)品不超過(guò)5%。而其他機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)也在10%以下。

    圖：Wholers預(yù)測(cè)到2023年3D打印制造的產(chǎn)品將達(dá)到273億美金的市場(chǎng)規(guī)模

除去設(shè)備的效率和質(zhì)量一致性，當(dāng)前3D打印的產(chǎn)品價(jià)格中高達(dá)70%的成本來(lái)自設(shè)備成本，而材料也占據(jù)了30%的成本。而在傳統(tǒng)制造工藝中，材料成本不超過(guò)產(chǎn)品成本的3%。

    圖：3D打印技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展推動(dòng)成本優(yōu)勢(shì)變化

那么3D打印的發(fā)展機(jī)遇是怎樣的呢？

MTC大會(huì)的專家的一個(gè)共識(shí)是隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于某些產(chǎn)品的生產(chǎn)，3D打印的效率與價(jià)格將逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。而這種優(yōu)勢(shì)也帶來(lái)了供應(yīng)鏈的變化，一些市場(chǎng)分析者認(rèn)為將來(lái)會(huì)出現(xiàn)“鄰里工廠”，這些靠近社區(qū)的小型工廠使得按需生產(chǎn)與按需供應(yīng)變得十分靈活高效。

當(dāng)然這樣的“鄰里工廠”勢(shì)必將改變當(dāng)前的國(guó)際貿(mào)易以及國(guó)與國(guó)之間的供應(yīng)關(guān)系，拿美國(guó)的一家名為Albensi的牙科公司來(lái)說(shuō)，該公司在美國(guó)雇傭了160多名員工從事3D打印生產(chǎn)，而不再在中國(guó)進(jìn)行制造業(yè)務(wù)。

不過(guò)這樣的制造回歸僅限于此類生產(chǎn)需求，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家所擁有的大批量生產(chǎn)方式來(lái)說(shuō)還是難以撼動(dòng)的。
一個(gè)有趣的事實(shí)是，3D打印挑戰(zhàn)了資本與規(guī)模的關(guān)系，對(duì)于傳統(tǒng)制造來(lái)說(shuō)，高昂的產(chǎn)線投資使得小公司望而卻步，而3D打印不涉及復(fù)雜的分工工序，不涉及模具生產(chǎn)的需求，使得小公司進(jìn)入到復(fù)雜產(chǎn)品的生產(chǎn)門檻大為降低。


根據(jù)TUVSUD的市場(chǎng)觀察，3D打印技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了30年有余，此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)開始對(duì)制造方式以及商務(wù)模式產(chǎn)生了影響與改變，而隨著這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，將帶來(lái)更多的探索技術(shù)潛力的空間以及重新設(shè)計(jì)價(jià)值創(chuàng)造的可能性。那些不從現(xiàn)在思考或投資3D打印的公司將無(wú)法獲得增材制造領(lǐng)域的專業(yè)能力，這將降低他們未來(lái)在這個(gè)高潛力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

來(lái)源：3D科學(xué)谷

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