讲述3D打印未来发展的五种趋势

来源:m6米乐娱乐    发布时间:2023-12-30 19:38:35

  文香是一家在信息技术、人工智能+教育等领域处于领头羊的智能教育装备企业。

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  仅在短短两年内,3D打印技术在桥梁建造方面的应用就增长了70%。同期,汽车、运输和重型设备等行业也在普遍的使用这项技术。

  3D打印技术能从原型设计轻松延伸到全面生产,关键原因主要在于3D打印技术能提供更为有效的生命周期管理,因此能在未制定愿景和不具备专业相关知识的情况下,也能将原型设计用于全面生产。

  例如,如果某品牌产品产量相比来说较低的时候,想要打印100个零件用于工程测试,使用3D打印技术就能轻而易举地做到这一点。即使要生产的零件达到这个数量的四倍,3D打印技术也可以在不增加再加工成本的情况下实现这个目标。3D打印技术非常适用于中低规模生产,通过适当的规划、工程和材料开发,使用3D打印技术生产的部件可以无缝地应用在可以大批量生产的设备,如注塑成型设备。

  3D打印技术能让制造商按需生产零件,而不需要从仓库中调取。按需生产将有利于企业大幅度降低库存和仓储成本。根据麻省理工学院的一份报告数据显示,在汽车行业中,使用3D打印技术能减少90%的备件库存。

  我们当前讨论的主题正在从功能转向产量。3D打印技术能够为新产品上市提供多方面的支持时,以量制价的生产方式将逐渐失去其优势。

  3D打印技术引领着工业4.0时代的数字化转型,是最纯粹的数字技术之一,因其不需要模具和夹具,因此消除或降低了将文件移动到不同位置和不同打印机的切换成本,这与过去200年来制造业采用的劳动密集型方法截然不同。

  事实上,3D打印技术最具颠覆性的方面与实际的打印机就没有关联——3D打印技术是将数字表单转化为物理形式的产品,也就是说仅仅一个文件就代表了最终产品。3D打印技术是迈向数字化转型的第一步。

  3D打印技术将浓缩的数字文件存储在能轻松访问读取的云中,大量减少实体零件所占据的空间,避免可能过时或大量用不到的零件储存在仓库中增加仓储成本。

  除了数字库存,分布式制造也在改变企业将3D打印技术纳入其数字化战略的方式。不同于集中式解决方案,分布式制造使企业能够分散生产,以便在更接近客户的地方生产最终产品。

  借助3D打印技术,制造商可以更好地结合实体供应链与数字线程,从产品设计概念到整个产品生命周期的过程中,更高效地管理产品。只需发送文件,便可以将制造任务下发到任何配备数字制造系统的地方,这种分散式制造可以使供应链变得更具协作性、更透明和更高效。如果发生自然灾害,3D打印技术也可以有效的进行自我纠正并回到正常状态运作,可以比传统制造业更快地向前推进。

  未来,大型工厂以及众多具备3D打印设备的小型工厂,或甚至是部署了打印机的其他场所(如服务和支持中心、配送中心,甚至在个人家中),将可采用混合制造模式。3D打印最终会变得很简易普遍,人们在家里就可以轻松提取文件并打印产品。这样的转变慢慢的开始发生了,我们也开始将产品的生产更贴近消费端,并且变得更敏捷。

  我们注意到,在许多行业中,追求个性化已成为一个普遍的消费趋势。与购买批量生产的产品相比,消费者更倾向于购买专为他们设计的产品,以满足他们的个人品味和偏好。

  3D打印技术上的支持小规模生产的特点能轻松实现追求个性化的需求。3D打印使制造商在响应性设计方面更为灵活,制造商不需要再将大量相同的产品呈现在大众面前,而可以先生产少量的产品,让设计师和工程师可以依据迸发的灵感或客户反馈,以更具成本效益的方式调整产品设计和进行创新。

  虽然针对3D打印ECO的大量投资推动了这一行业的发展,但我们也不能低估材料的重要性。除了设备成本比较高之外,材料问题和封闭的生态系统将成为影响3D打印行业发展的另一个重大障碍。现在市场上3D打印材料类型繁多,但能达到所有行业质量发展要求和监督管理要求的材料却少之又少。

  由于目前大多数行业都面临着产量方面的挑战,使得供应商与制造商无力开发新应用所需的材料。然而,3D打印技术的未来在材料——特别是工程和应用所需的特定材料。每个行业都有各自的需求,必须针对不一样的问题制定相应的解决方案。集成新的工程材料将改变新一代应用,这中间还包括接受严格监管的行业。

  最后,3D打印技术的两个重要的条件是可持续性和环保,其中一个重要的益处就是减少废料的产生。正如Simon Ford和Mélanie Despeisse在其论文《3D打印和可持续性:针对优势和挑战的探索性研究》中指出的,3D打印通过逐层创建物体来模仿生物过程,而不是在生产的全部过程中通过切割和雕刻成块达到所需形状的笨重物品。与传统的减量化生产方法相比,这种方法本身就非常环保,并且还有可能在不影响环境的情况下创造社会经济价值。

  除了减少浪费外,3D打印还能节约能源。金属粉末工业联合会(Metal Powder Industries Federation)开展了一项研究,将减量化生产方法和3D打印的制作步骤作对比,从中能够准确的看出使用减量法制造卡车齿轮需要17个步骤,而采用3D打印完成同样的任务仅需要6个步骤,借助3D打印技术生产同一款产品的能耗还不到前者的一半。此外,3D打印技术还可以拉近产品生产与客户之间的距离,由此减少了对产品和材料的运输需求,因而减少了碳排放量。因此,3D打印技术将有利于打造更具可持续性的未来。

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