麥肯錫全球研究院的研究表明，到2025年，3D打印的經濟影響每年可能高達5500億(yi) 美元。3D打印相對於(yu) 其他製造技術的獨特優(you) 勢可能會(hui) 為(wei) 許多行業(ye) 帶來設計、開發、生產(chan) 和技術支持方麵的深遠變化。本文著重闡述了3D打印可能帶來的五大顛覆性變化，並建議企業(ye) 高管人員為(wei) 此做好準備。

    以下是原文：

    3D打印時代五大顛覆性變化

    變化1 加快產(chan) 品開發周期

    縮短產(chan) 品開發時間是第一部3D打印機帶來的主要收益，它本來就是為(wei) 加速產(chan) 品原型構建而生。在某些情況下，甚至可以將生產(chan) 時間從(cong) 數周或數天縮短至幾個(ge) 小時。而且隨著增材製造（編者注：即通過逐層增加材料的方法製造實體(ti) 物件的技術。3D打印其實是一種通俗的叫法，學術名稱叫增材製造，4D的也叫增材製造。）和常規製造界限的模糊，現在很多行業(ye) 都有望進入第二輪加速周期。

    例如，增材製造能夠使原型產(chan) 品更快到達客戶手中，並且更快地獲得更細致的反饋（這主要受惠於(yu) 打印機分辨率的提升、高清晰度的色彩以及更加廣泛的材料選擇，比如有助於(yu) 客戶預見終端產(chan) 品的彈性體(ti) 等）。這種無模具的原型開發能力可以讓企業(ye) 快速測試多種配置，確定客戶的喜好，從(cong) 而減少新產(chan) 品進入市場的風險並縮短上市時間。企業(ye) 甚至可以在傳(chuan) 統生產(chan) 工具仍在製造過程中或者尚未做出生產(chan) 決(jue) 策之時，先用3D技術打印出零部件，並將相關(guan) 產(chan) 品在市場上進行試銷。如果企業(ye) 確實需要訂購此類生產(chan) 工具，他們(men) 也可以考慮使用增材製造技術來製造，從(cong) 而節約更多時間和資金。

    我們(men) 預計，3D打印技術將在未來十年裏大幅縮短產(chan) 品的開發周期（例如，3D打印會(hui) 使製作簡單的實驗室儀(yi) 器這類日常研發工作變得更高效）。由於(yu) 3D打印技術能夠提升通過遠程合作進行眾(zhong) 包創意的能力，隨著時間的推移它將會(hui) 對企業(ye) 從(cong) 更廣泛的視角考慮研發產(chan) 生影響。

    變化2 新的製造戰略和產(chan) 地選擇

    如今用3D打印技術直接生產(chan) 最終產(chan) 品已經成為(wei) 這個(ge) 行業(ye) 中增長最快的部分，年增長率達到60%。隨著成本的不斷下降和3D打印機功能的不斷改進，能夠經濟地使用增材技術製造的零件範圍將大大拓寬。例如，波音公司已經使用3D打印機為(wei) 10種不同類型的飛機製造了約200種零部件。

    當然，並不是每一種零部件都適用這項技術並能從(cong) 中獲得收益（包括降低成本、性能改進或者兼而有之）。企業(ye) 應該認清具有哪些特征的零部件更適合使用3D打印技術來生產(chan) ，包括具有較高勞動力成本要素（如裝配耗時以及有二次加工過程）的零部件、模具要求複雜且產(chan) 量較低（因此加工水平很高）的零件、廢棄率或者廢品率過高的零部件。

    增材製造技術也會(hui) 影響企業(ye) 的產(chan) 地選擇策略。對於(yu) 3D打印製造而言，勞動力成本因素仍然存在，但事實上，它的重要性相對於(yu) 傳(chuan) 統製造方式大大降低了，這就使得企業(ye) 未來在選擇產(chan) 地時會(hui) 更多地考慮在發達國家進行本地化生產(chan) 以貼近終端客戶，而不僅(jin) 僅(jin) 是一味將製造業(ye) 外包到低成本國家。但另一方麵，由於(yu) 3D打印的全數字化性質，企業(ye) 也可以在電力和勞動力投入成本較低的欠發達國家生產(chan) 複雜零部件，不必像現在這樣一定要將其留在發達國家生產(chan) 。

    高級管理人員應該密切關(guan) 注的一個(ge) 相關(guan) 領域是3D打印材料市場的發展。未來的材料成本是不確定的，因為(wei) 現在很多打印機都使用其打印設備廠商專(zhuan) 有或特許的材料。如果未來情況發生變化並且有更普遍的材料標準（因此定價(jia) 降低），這將很快對高管設計製造戰略和產(chan) 地選擇產(chan) 生十分顯著的影響。

    變化3 利潤來源轉移

    增材製造技術可能會(hui) 改變企業(ye) 提升產(chan) 品和服務附加價(jia) 值的方式。正如傳(chuan) 統製造業(ye) 的外包曾經推動耐克等消費品公司更多地倚重其設計技巧一樣，3D打印技術可以降低傳(chuan) 統生產(chan) 方式的成本和複雜性，從(cong) 而迫使企業(ye) 以其他方式實現自身產(chan) 品的差異化，比如使產(chan) 品更容易修複（因此壽命較長），或者推出更加個(ge) 性化的設計。

    硬模具便於(yu) 製造數以千計的相同產(chan) 品，但減少對硬模具的依賴其實也創造了新的機會(hui) ，企業(ye) 能夠以較低的成本提供個(ge) 性化或定製化的設計，並且可以更廣泛地接觸客戶群。例如，個(ge) 性化正畸牙套的增材製造就體(ti) 現了這類新技術的潛力。隨著越來越多的此類產(chan) 品具備技術可行性，企業(ye) 必須確定哪些有足夠的吸引力和商業(ye) 價(jia) 值。大規模定製和新設計可能性的結合將會(hui) 成為(wei) 許多企業(ye) 提高競爭(zheng) 力的手段，最終對一些細分的傳(chuan) 統製造商產(chan) 生顛覆性影響。

    增材製造應用的實際影響可能更加深遠。在傳(chuan) 統的售後市場供應鏈上，一個(ge) 關(guan) 鍵的挑戰是對備件庫存的管理。而使用3D打印機按需製造替換零件的能力會(hui) 改變售後服務的經濟效益和產(chan) 業(ye) 結構。一些具備現場增材製造能力的小型設施可以取代大型的地區性倉(cang) 庫，一些維修件的供應甚至可以外包。例如，位於(yu) 機場、醫院或者大型製造場所的小加工廠（或者代工廠）可以根據廠家直接提供的數據現場製作設備所需的大部分零件。

    當然，有一天零售商也可能會(hui) 使用這類代工廠量身定製產(chan) 品（如玩具或建築材料），以滿足客戶的不同需求。對於(yu) 擁有機器、核心設計或者兩(liang) 者兼而有之的製造商而言，這種業(ye) 務模式是具有代表性的產(chan) 業(ye) 鏈布局。

    變化4 新能力

    如今，圍繞傳(chuan) 統製造工藝的設計資源非常豐(feng) 富，但圍繞3D打印的設計資源則要少得多。我們(men) 對製造公司高管的訪談表明，許多人已經看到了這種不足，並且在爭(zheng) 先恐後地進行彌補。

    發揮增材製造技術的大部分潛力還涉及技術方麵的挑戰，包括設置環境參數以防止產(chan) 品變形、優(you) 化打印速度以及調整新型材料的特性等。事實上，調整材料是相當大的挑戰。塑料處理起來相對簡單，金屬則不那麽(me) 容易，而漿和凝膠（比如打印活組織或鋅空氣電池的材料）是極其困難的。

    變化5 顛覆性的競爭(zheng) 者

    3D打印的諸多優(you) 勢可以降低新企業(ye) 進入市場的成本：例如，利用3D技術會(hui) 降低模具成本，這方麵僅(jin) 需較少的投入就可以進行生產(chan) ，甚至可以小批量生產(chan) 或者服務於(yu) 利基市場。最終產(chan) 品的直接製造可以大大簡化並減少設計師的工作，之後設計師隻需將電腦中的產(chan) 品投入商業(ye) 生產(chan) 即可。新型企業(ye) 不斷湧現，它們(men) 有的提供高度定製或合作設計的產(chan) 品，還有的則成為(wei) 產(chan) 品的製造和分銷平台，由客戶在線進行銷售。這些企業(ye) 對消費者口味的洞察力、與(yu) 客戶聯係的密切程度，都將是傳(chuan) 統的公司很難比擬的。

    這些新的競爭(zheng) 者起初可能隻是利基市場的參與(yu) 者，在一些消費者願意為(wei) 定製設計、更複雜的幾何形狀和更迅速的交貨支付溢價(jia) 的領域進行運營。但是從(cong) 長遠來看，他們(men) 將以意想不到的方式改變整個(ge) 行業(ye) ，其競爭(zheng) 優(you) 勢也將從(cong) 低成本的大批量製造能力轉向價(jia) 值鏈的其他領域，比如采用開源設計的圖紙和3D打印技術生產(chan) 槍支。增材製造技術很可能會(hui) 造成道德和監管困境，並顛覆若幹產(chan) 業(ye) 。

    原文作者：

    Daniel Cohen，麥肯錫谘詢顧問

    Matthew Sargeant，麥肯錫谘詢顧問

    Ken Somers，安特衛普分公司大師級專(zhuan) 家