在本次新冠肺炎疫情中,除了顯性逆勢增長的雲(yun) 計算板塊外,還有一個(ge) 在疫情中隱性爆發的板塊就是3D打印。2020年6月25日,寶馬啟動了投資1500萬(wan) 歐元的慕尼黑增材製造園區,該園區將3D原型打印與(yu) 係列零部件製造集成到一起,還啟動了新的3D打印技術研究以及全球無模具生產(chan) 培訓,進而奠定寶馬集團在汽車行業(ye) 增材製造技術的領先地位。在2019年,寶馬就用3D打印技術生產(chan) 了30萬(wan) 個(ge) 汽車零部件。
2020年4月,另一家在3D打印和增材製造領域大力投入的汽車企業(ye) 大眾(zhong) 汽車則利用自己的3D打印能力為(wei) 西班牙生產(chan) 製造防護麵罩的塑料支架。此前,大眾(zhong) 汽車已經與(yu) GKN和惠普公司合作,利用惠普的3D金屬打印技術與(yu) GKN的增材製造材料與(yu) 製造能力,為(wei) 大眾(zhong) 汽車生產(chan) 3D打印汽車零部件。除了大眾(zhong) 汽車外,還有更多的公司在疫情期間利用各自的3D打印能力生產(chan) 了呼吸機適配器、鼻咽拭子、防護麵罩、口罩等抗疫所需的醫護用品。
疫情期間,甚至還有企業(ye) 利用3D打印技術生產(chan) 製造了隔離屋。盈創建築科技(上海)有限公司就在6月宣布15套“3D打印隔離屋”將經過一個(ge) 月的遠洋運輸,抵達巴基斯坦首都伊斯蘭(lan) 堡,用於(yu) 當地新冠肺炎救治工作。盈創公司的3D打印建築可日均打印100套隔離屋。而捐助巴基斯坦隔離屋,內(nei) 部裝飾一體(ti) 打印,水電、門窗均安裝完畢,抵達伊斯蘭(lan) 堡後僅(jin) 需吊裝、連接水電,便可投入使用。
實際上,3D打印技術已經在近年日臻成熟,以惠普為(wei) 代表的3D打印產(chan) 品和技術公司已經推出了可工業(ye) 化應用的3D打印機以及金屬、塑料等多種材質。在疫情期間,全球供應鏈和正常的生產(chan) 製造遭遇中斷,而此前積累的3D打印能力則成為(wei) 了全社會(hui) 共享的數字製造能力。這次疫情,讓3D打印和數字製造全麵走向主流。
穩步增長的3D打印市場
通常認為(wei) ,全球製造業(ye) 市場高達12萬(wan) 億(yi) 美元。而在這樣一個(ge) 傳(chuan) 統的市場中,一直缺乏根本性的顛覆技術,一直到出現成熟的工業(ye) 級塑料和金屬3D打印機。從(cong) Gartner的新興(xing) 技術炒作曲線看,2015年是3D打印技術出現在該曲線上的最後一年。到了2016年,企業(ye) 級3D打印和消費級3D打印技術已經從(cong) Gartner新興(xing) 技術炒作曲線上消失,意味著3D打印技術從(cong) 整體(ti) 上已經開始融入生產(chan) 與(yu) 生活。
在Wohler Report 2020中,全球3D打印成品零部件市場花費從(cong) 2016年7.5億(yi) 美元到2019年15億(yi) 美元,成長了超過一倍。Wohler Report是全球增材製造和3D打印市場的年度調查報告,迄今已經走過了25個(ge) 年頭。2019年,Wohler Report觀察到了創紀錄的129家3D打印和增材製造服務商、114家工業(ye) 增材製造係統製造商、40家第三方材料與(yu) 桌麵3D打印機製造商。同時,Wohler Report還記錄了全球139個(ge) 學術與(yu) 研究機構的活動。
普華永道在2017年發布《全球製造業(ye) 新格局:按需生產(chan) 模式方興(xing) 未艾》中提及:在下一輪製造業(ye) 革命中,3D打印、機器人等科技將改變工廠生產(chan) 的方式,而企業(ye) 也將重新考慮其產(chan) 品以及生產(chan) 基地;小批量、高度個(ge) 性化的產(chan) 品將在流水線完成組裝,產(chan) 品之精良就好比高科技版的傳(chuan) 統手工藝品。
當小規模、多類別的生產(chan) 場景出現在世界各地時,對製造業(ye) 的要求就不僅(jin) 僅(jin) 是在技術上單純能夠應對,還需要通過更快的速度實現產(chan) 品的交付。因此,本地化的生產(chan) 模式或許會(hui) 在未來成為(wei) 更多製造業(ye) 企業(ye) 的“標配”——直接從(cong) 本地經銷商合作獲取必要材料,聽取本地客戶意見,實現快速的產(chan) 品交付,用新的技術打造本地化的獨一無二的產(chan) 品。
相比傳(chuan) 統製造業(ye) “多就是好”的生產(chan) 策略,以及大規模集約化的生產(chan) 流程,未來製造業(ye) 需要通過更豐(feng) 富的手段收集信息,與(yu) 客戶保持密切溝通以及時了解客戶需求,同時也要適應小規模、個(ge) 性化的生產(chan) 場景,大數據、物聯網以及3D打印技術的出現,這些都提醒當下的製造業(ye) 企業(ye) ,需要通過這些新技術進行數字化轉型。
數字製造:共享製造網絡
在本次疫情中,各國企業(ye) 將自己過去積累的3D打印設備和能力,都及時轉向生產(chan) 抗擊疫情所需要的各種設備,形成了一個(ge) 虛擬的共享數字製造網絡,不僅(jin) 及時滿足了各國對於(yu) 防護用品和醫療設備的緊急需求,也提醒了各國政府和公共機構對於(yu) 建立本國、本地區數字製造能力和數字製造基地的重要性——不僅(jin) 僅(jin) 是對傳(chuan) 統製造的補充和部分替代,更是應對各種“黑天鵝”事件的應急手段甚至是保障生存的“底牌”。
惠普公司作為(wei) 全球最大的3D工業(ye) 打印係統製造商,在今年3月的時候就將超過1000個(ge) 3D打印部件交付給各地醫院。惠普在西班牙巴塞羅那、俄勒岡(gang) 州科瓦利斯、加州聖地亞(ya) 哥和華盛頓州溫哥華的3D研發中心與(yu) 世界各地合作夥(huo) 伴協同合作,經過驗證並最終確定用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 的應用包括麵罩、麵罩調節器、鼻拭子、免提開門器和呼吸器部件等。
空客公司位於(yu) 西班牙的員工利用空客在西班牙多個(ge) 基地的20餘(yu) 台3D打印機以及員工自己的個(ge) 人3D打印機,在今年4月緊急生產(chan) 製造防護麵罩支架,可在一天內(nei) 生產(chan) 300個(ge) 麵罩支架,用於(yu) 支援西班牙的抗擊疫情需求。空客位於(yu) 德國和法國的基地,也采用3D打印技術支援西班牙的醫護人員。今年3月,歐盟發布了一則通告,尋求具備3D打印能力的公司的幫助。隨即,來自汽車、航空航天、體(ti) 育用品等行業(ye) 的超過190家公司申請了提供援助。
在中國,航天科技集團五院529廠將製造衛星、飛船、探測器等航天器的3D打印技術運用到醫用護目鏡鏡框生產(chan) 上。麵對疫情造成的人力和物資阻隔,管理人員通過工業(ye) 互聯網協同創新平台遠程實時監控數據、跟蹤設備、預測故障,一大批護目鏡框迅速生產(chan) 並交付組裝,送往抗疫一線。而中國航天科工集團增材製造技術創新中心積極參與(yu) “全球協同3D打印呼吸閥·馳援意大利”活動,將3D打印的呼吸閥捐贈轉運至意大利醫院。
在本次全球新冠肺炎疫情期間,3D打印的意外“走紅”,各個(ge) 企業(ye) 和機構在此之前所儲(chu) 備的3D打印和增材製造能力,紛紛在疫情期間轉向生產(chan) 醫護用品,充分了顯示了3D打印和數字製造的敏捷應變能力。在傳(chuan) 統製造無法及時響應或在重大自然災害中出現中斷時,3D打印與(yu) 增材製造就顯現出了重大的社會(hui) 意義(yi) 。
無疑,3D打印和增材製造在本次疫情之前就已經走向成熟的工業(ye) 化應用,而在本次疫情中所表現出來的全球共享製造協同效應,讓3D打印與(yu) 數字製造進入了各國政府與(yu) 公共機構的主流視野。在製造集群基地配置一定的3D打印能力,不僅(jin) 是對傳(chuan) 統製造的有益補充,更是應對未來公共衛生事件以及自然災害的重要應急手段。
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