3D打印机不会颠覆制造业,但正在迅速成为工业 4.0 的主角

发布时间:2023-05-22浏览次数:78

    在2015 年前后,各种围绕 3D 打印的头条新闻铺天盖地,将这项新兴技术一度推上热潮。当时甚至流传这样一种说法:3D 打印将会带来新一轮的技术革命。届时,我们每家每户都会配备上一台打印机,可以制造家具、工具以及零件备件等。当谈到工业领域时,每个人都认为3D 打印可以将我们带入一个全新的时代。对此,著名媒体《经济学人》也宣称:“3D 打印机将改变制造业。”然而,世间任何事情都很难按照预想的轨迹行进。

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     几年后,我们再看3D打印,却发现又是另一番光景。值得提及的是,3D 打印如今已成为制造业内一项实用且关键的应用技术。或许它并不像人们想象的那样是救世主,但它已被证明是推进工业 4.0的一个非常宝贵的工具,这也正是它一直以来应该被找准的定位。

    3D打印的现状

    3D打印或增材制造在过去十年中确实取得了长足的进步。但是,它并没有彻底改变行业,而是在补强传统技术这一方面不断被发现新的价值。

    3D打印为制造商提供一种更快、更无缝的方式来创建定制零件,如固定装置。制造商过去常常将金属设计发送到固定装置制造车间,然后等待六周或更长时间才能完成产品。通过 3D 打印,您可以输入设计,并在大约 20 分钟内获得一个由超强尼龙材料制成的固定装置。

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    它的另一种使用方式是为某些设计公司或零件供应商快速创建原型。当客户想要查看零件的真实物理模型时,只需在电脑上单击几下,3D 打印机就会开始把它打印出来。

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    最后,制造商正在利用增材制造新产品和小批量产品的零件,这种技术有助于他们在产品量产前无需支付昂贵的模具费用,从而降低制造成本。也就是说,一旦产品开始量产并且订单飞速涌入,3D 打印机对于大规模制造的吸引力通常会降低,因为每项工作的成本仍然相对昂贵,仅单件的打印品可能要花费数百美元。

    正如 Herbert Yu 所说,3D打印机正在疏通价值链。Yu 是 Formlabs 的收入增长计划主管,该公司专注于制造能够帮助制造商以可承受的价格轻松制造工业品质部件的 3D 打印机。它是全球最大的专业立体光刻和选择性激光烧结 3D 打印机供应商。Yu 表示,制造商开始使用 3D 打印机进行产品开发,但现在越来越多的公司将其用于最终用途生产。3D 打印机使制造商能够将他们的材料组合多样化,更好地装备他们的创新中心,并在需要时提供额外的能力。十年前,它可能被不恰当地贴上了“马良神笔”的标签,但如今这个话题与 3D 打印在现实市场中的表现并不完全相符。

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    Yu 说:“泡沫在 2014 年破灭了,当时每个人都专注于 B2C 市场。剩下的真正参与者都集中在 B2B 方面。随着 3D 打印开发人员找到改善材料性能的新方法,该行业将继续发展。这可能是更好的表面光洁度、更好的耐热性、更好的耐化学性。通过先进的材料开发,我们可以服务于许多不同的应用。”

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    Yu还说要注意大规模个性化的趋势。Formlabs与孩之宝公司(HasbroHAS -2.7%)合作开发了该玩具制造商的自拍系列,让粉丝们有机会发送自拍照,选择发色和肤色等个性化选项,并收到一个定制的迷你超级英雄。Yu说:"我们达到了这样的程度,即无论从运营角度还是从成本角度,他们都可以实现大规模的产品个性化。"他预计大规模个性化定制将继续流行。

    金属3D打印和增材制造的下一个前沿领域

    3D打印能力将不断进步,一种被称为混合制造的技术将会不断被发展。在这种技术中,3D打印机成形样件的大小与制造商的目标件大致相同,然后再通过数控机床对其进行铣削、研磨和精加工。

    但塑料领域的创新并不是该行业向前发展的唯一途径。在许多方面,基于金属的增材制造的进步代表了下一个前沿领域。目前,金属打印最突出的用例与小型高强度部件有关。加工这些零件可能非常昂贵,但可以使用增材制造进行加工的小公司如雨后春笋般涌现。应用范围从用于制造的小齿轮到医疗设备中的关键部件。

    接下来是大型金属零件。制造高达 10 英尺、宽 4 英尺的金属部件已经成为可能,机器不停地旋转放置材料。虽然这些机器不像那些打印较小零件的机器那样精确,但这种精度正在提高。这对制造商来说意味着令人兴奋的事情。

    未来几年的重要工具

    对于一些制造商来说,3D 打印机已经成为他们在参观工厂时为了给孩子们留下深刻印象和激发兴趣的东西。可以肯定的是,这种好奇心是推动技术进步的重要源泉,我们需要更多的年轻人对新时代制造业的先进能力感到兴奋。

    但 3D 打印应该不仅仅被定为成表演性技术。随着越来越多的公司使用最新的工业 4.0 技术更新他们的车间,3D 打印可以而且应该成为武器库的主要组成部分。金属3D打印这一新的技术前沿有望提供更多价值。

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    3D 打印可能没有实现十年前开始炒作时的那般热度,但它正在迅速成为工厂里的关键技术,以帮助提高利润率和周转时间。到 2026 年,增材制造市场预计将翻一番——因此,如果您还没有找到将 3D 打印整合到生产线中的方法,那么就说明还有很大的潜在增长空间。

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