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在2015 年前后，各種圍繞 3D 打印的頭條新聞鋪天蓋地，將這項(xiàng)新興技術(shù)一度推上熱潮。當(dāng)時(shí)甚至流傳這樣一種說(shuō)法：3D 打印將會(huì)帶來(lái)新一輪的技術(shù)革命。屆時(shí)，我們每家每戶都會(huì)配備上一臺(tái)打印機(jī)，可以制造家具、工具以及零件備件等。當(dāng)談到工業(yè)領(lǐng)域時(shí)，每個(gè)人都認(rèn)為3D 打印可以將我們帶入一個(gè)全新的時(shí)代。對(duì)此，著名媒體《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》也宣稱：“3D 打印機(jī)將改變制造業(yè)。”然而，世間任何事情都很難按照預(yù)想的軌跡行進(jìn)。

幾年后，我們?cè)倏?D打印，卻發(fā)現(xiàn)又是另一番光景。值得提及的是，3D 打印如今已成為制造業(yè)內(nèi)一項(xiàng)實(shí)用且關(guān)鍵的應(yīng)用技術(shù)。或許它并不像人們想象的那樣是救世主，但它已被證明是推進(jìn)工業(yè) 4.0的一個(gè)非常寶貴的工具，這也正是它一直以來(lái)應(yīng)該被找準(zhǔn)的定位。

3D打印的現(xiàn)狀

3D 打印或增材制造在過去十年中確實(shí)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，它并沒有徹底改變行業(yè)，而是在補(bǔ)強(qiáng)傳統(tǒng)技術(shù)這一方面不斷被發(fā)現(xiàn)新的價(jià)值。

3D 打印為制造商提供一種更快、更無(wú)縫的方式來(lái)創(chuàng)建定制零件，如固定裝置。制造商過去常常將金屬設(shè)計(jì)發(fā)送到固定裝置制造車間，然后等待六周或更長(zhǎng)時(shí)間才能完成產(chǎn)品。通過 3D 打印，您可以輸入設(shè)計(jì)，并在大約 20 分鐘內(nèi)獲得一個(gè)由超強(qiáng)尼龍材料制成的固定裝置。

它的另一種使用方式是為某些設(shè)計(jì)公司或零件供應(yīng)商快速創(chuàng)建原型。當(dāng)客戶想要查看零件的真實(shí)物理模型時(shí)，只需在電腦上單擊幾下，3D 打印機(jī)就會(huì)開始把它打印出來(lái)。

最后，制造商正在利用增材制造新產(chǎn)品和小批量產(chǎn)品的零件，這種技術(shù)有助于他們?cè)诋a(chǎn)品量產(chǎn)前無(wú)需支付昂貴的模具費(fèi)用，從而降低制造成本。也就是說(shuō)，一旦產(chǎn)品開始量產(chǎn)并且訂單飛速涌入，3D 打印機(jī)對(duì)于大規(guī)模制造的吸引力通常會(huì)降低，因?yàn)槊宽?xiàng)工作的成本仍然相對(duì)昂貴，僅單件的打印品可能要花費(fèi)數(shù)百美元。

正如 Herbert Yu 所說(shuō)，3D打印機(jī)正在疏通價(jià)值鏈。Yu 是 Formlabs 的收入增長(zhǎng)計(jì)劃主管，該公司專注于制造能夠幫助制造商以可承受的價(jià)格輕松制造工業(yè)品質(zhì)部件的 3D 打印機(jī)。它是全球最大的專業(yè)立體光刻和選擇性激光燒結(jié) 3D 打印機(jī)供應(yīng)商。Yu 表示，制造商開始使用 3D 打印機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，但現(xiàn)在越來(lái)越多的公司將其用于最終用途生產(chǎn)。3D 打印機(jī)使制造商能夠?qū)⑺麄兊牟牧辖M合多樣化，更好地裝備他們的創(chuàng)新中心，并在需要時(shí)提供額外的能力。十年前，它可能被不恰當(dāng)?shù)刭N上了“馬良神筆”的標(biāo)簽，但如今這個(gè)話題與 3D 打印在現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)中的表現(xiàn)并不完全相符。

Yu 說(shuō)：“泡沫在 2014 年破滅了，當(dāng)時(shí)每個(gè)人都專注于 B2C 市場(chǎng)。剩下的真正參與者都集中在 B2B 方面。隨著 3D 打印開發(fā)人員找到改善材料性能的新方法，該行業(yè)將繼續(xù)發(fā)展。這可能是更好的表面光潔度、更好的耐熱性、更好的耐化學(xué)性。通過先進(jìn)的材料開發(fā)，我們可以服務(wù)于許多不同的應(yīng)用。”

Yu還說(shuō)要注意大規(guī)模個(gè)性化的趨勢(shì)。Formlabs與孩之寶公司(HasbroHAS -2.7%)合作開發(fā)了該玩具制造商的自拍系列，讓粉絲們有機(jī)會(huì)發(fā)送自拍照，選擇發(fā)色和膚色等個(gè)性化選項(xiàng)，并收到一個(gè)定制的迷你超級(jí)英雄。Yu說(shuō)："我們達(dá)到了這樣的程度，即無(wú)論從運(yùn)營(yíng)角度還是從成本角度，他們都可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的產(chǎn)品個(gè)性化。"他預(yù)計(jì)大規(guī)模個(gè)性化定制將繼續(xù)流行。

金屬3D打印和增材制造的下一個(gè)前沿領(lǐng)域

3D打印能力將不斷進(jìn)步，一種被稱為混合制造的技術(shù)將會(huì)不斷被發(fā)展。在這種技術(shù)中，3D打印機(jī)成形樣件的大小與制造商的目標(biāo)件大致相同，然后再通過數(shù)控機(jī)床對(duì)其進(jìn)行銑削、研磨和精加工。

但塑料領(lǐng)域的創(chuàng)新并不是該行業(yè)向前發(fā)展的唯一途徑。在許多方面，基于金屬的增材制造的進(jìn)步代表了下一個(gè)前沿領(lǐng)域。目前，金屬打印最突出的用例與小型高強(qiáng)度部件有關(guān)。加工這些零件可能非常昂貴，但可以使用增材制造進(jìn)行加工的小公司如雨后春筍般涌現(xiàn)。應(yīng)用范圍從用于制造的小齒輪到醫(yī)療設(shè)備中的關(guān)鍵部件。

接下來(lái)是大型金屬零件。制造高達(dá) 10 英尺、寬 4 英尺的金屬部件已經(jīng)成為可能，機(jī)器不停地旋轉(zhuǎn)放置材料。雖然這些機(jī)器不像那些打印較小零件的機(jī)器那樣精確，但這種精度正在提高。這對(duì)制造商來(lái)說(shuō)意味著令人興奮的事情。

未來(lái)幾年的重要工具

對(duì)于一些制造商來(lái)說(shuō)，3D 打印機(jī)已經(jīng)成為他們?cè)趨⒂^工廠時(shí)為了給孩子們留下深刻印象和激發(fā)興趣的東西。可以肯定的是，這種好奇心是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的重要源泉，我們需要更多的年輕人對(duì)新時(shí)代制造業(yè)的先進(jìn)能力感到興奮。

但 3D 打印應(yīng)該不僅僅被定為成表演性技術(shù)。隨著越來(lái)越多的公司使用最新的工業(yè) 4.0 技術(shù)更新他們的車間，3D 打印可以而且應(yīng)該成為武器庫(kù)的主要組成部分。金屬3D打印這一新的技術(shù)前沿有望提供更多價(jià)值。

3D 打印可能沒有實(shí)現(xiàn)十年前開始炒作時(shí)的那般熱度，但它正在迅速成為工廠里的關(guān)鍵技術(shù)，以幫助提高利潤(rùn)率和周轉(zhuǎn)時(shí)間。到 2026 年，增材制造市場(chǎng)預(yù)計(jì)將翻一番——因此，如果您還沒有找到將 3D 打印整合到生產(chǎn)線中的方法，那么就說(shuō)明還有很大的潛在增長(zhǎng)空間。