工業(ye) 精神

工業(ye) 4.0，智能製造係統，製造業(ye) 轉型升級方案工業(ye) 機器人，柔性製造，工業(ye) 工程Hamuel Reichenbacher
五年前，筆者提出了一個(ge) 觀點：當3D技術成熟後，大量傳(chuan) 統機床製造商和自動化集成商會(hui) 進入這個(ge) 行業(ye) ，屆時3D打印機製造商將麵臨(lin) 巨大衝(chong) 擊。而3D打印相關(guan) 的核心技術擁有者，如關(guan) 鍵零部件（打印噴嘴），關(guan) 鍵工藝和材料供應商將迎來極大的發展空間。
德國弗朗霍夫激光所的最新成果，將激光熔覆工藝用於(yu) 零件鍍層，也是3D打印的具體(ti) 應用。激光是支撐3D打印的核心技術之一，所以激光熔覆作為(wei) 3D打印的一個(ge) 細分市場，本質上拚的是激光器。
盡管現在還沒有去調研當年蜂擁進場的3D打印機公司現在發展得如何，但是越來越多的機床和自動化公司確實已經在設備上增加了3D打印功能，特別是非金屬的3D打印係統：

圖為(wei) 配備了樹脂打印模塊的加工中心
在分析一個(ge) 新型產(chan) 業(ye) 的時候，需要先對其技術構成進行拆解，否則就會(hui) 得出完全錯誤的結論，做出錯誤的決(jue) 策。
相對來說，比較危險的行業(ye) 是金屬刀具和主軸生產(chan) 商，特別是用於(yu) 粗加工和超大切削量的。而全球最大的刀具供應商山特維克恰恰也在金屬熔覆工藝上投入了巨資，一是對衝(chong) 未來刀具業(ye) 務受到3D打印的影響，另外硬質合金刀具的製備也是一種增材工藝，應該說基於(yu) 粉末冶金工藝，投資研發硬質合金的3D打印技術，完全沒毛病。
基於(yu) 相關(guan) 技術的跨界投資基本上也不會(hui) 出大問題，這種以技術應用為(wei) 核心的轉型升級的策略值得我國中小製造企業(ye) 學習(xi) 。製造業(ye) 企業(ye) 講究踏實，最好不要大破大立。
很多谘詢公司（如麥肯錫）把3D打印技術作為(wei) 製造業(ye) 革命的一項重要因素，認為(wei) 3D打印技術將配合互聯網，新一代機器人技術等概念成為(wei) 未來製造環節的重要組成部分。通常認為(wei) 3D打印（增式成型）和傳(chuan) 統機床（減式成型）技術互為(wei) 補充，無法相互取代。但是如果深入分析3D技術成熟後的加工設備（機床）市場，邏輯上會(hui) 發現一些有趣的結論：
第一、當3D技術成熟後，大量倒閉的不是傳(chuan) 統機床製造商，而是3D打印機製造商自己
3D打印技術其實早在80年代就已經出現，當時叫快速原型機，實際上就是把焊接頭放在一個(ge) 三軸數控機床上麵。其技術本質是一種快速固化設備與(yu) 數控技術的集成，不同之處主要體(ti) 現在沿縱向堆砌固化的方式不同。所以理論上講，隻要集成一個(ge) 固化設備及配套係統，傳(chuan) 統數控製造商可以輕鬆開發出工業(ye) 級高精度3D打印機。因此當3D打印技術（即打印頭和材料）和市場成熟後，大量傳(chuan) 統機床廠商隻需把切割頭替換為(wei) 打印頭就可以推出工業(ye) 級3D打印設備。
由於(yu) 機床廠商在軟硬件技術集成（如運動插補控製，精度補償(chang) ，結構剛度，驅動控製等）都有著極其豐(feng) 富的經驗，因此他們(men) 開發工業(ye) 級3D打印設備的潛在優(you) 勢要明顯好於(yu) 目前從(cong) 事3D打印設備開發的大多數廠商。
3D打印製造商除了麵臨(lin) 數控廠家工業(ye) 級設備的威脅，還將受到打印機製造商桌麵級設備的擠壓。一旦市場成熟，現有打印機廠商將毫不猶豫的推出廉價(jia) 3D打印（樹脂材料）產(chan) 品。
所以從(cong) 技術戰略角度講，目前投資進入3D打印機行業(ye) 是沒有任何前途的。技術和市場成熟之時便是眾(zhong) 多企業(ye) 倒閉之際。如果上升到理論層麵也許可以這樣描述：一個(ge) 新興(xing) 產(chan) 業(ye) 如果沒有足夠高的技術門檻而僅(jin) 憑諸多技術的集成，那麽(me) 當產(chan) 品技術和市場趨於(yu) 成熟時，會(hui) 招致已有其他行業(ye) 的強大競爭(zheng) 者的挑戰而最終導致這個(ge) 最初的行業(ye) 倡導者的消亡，而受益的是行業(ye) 上遊的零部件，特別是關(guan) 鍵零部件供應商。
第二、3D打印市場將成就子係統及材料供應商
由於(yu) 3D打印本質上是傳(chuan) 統成熟技術的集成和發展，當該市場成熟以後，零部件（特別是關(guan) 鍵零部件）和材料供應商，將迎來極大的發展空間。而行業(ye) 內(nei) 一些相關(guan) 聯產(chan) 品和技術的市場也將隨之擴張或萎縮。
與(yu) 3D打印機整機製造商的大麵積倒閉形成鮮明對照的，將是諸多固化成型設備和成型工藝供應商的崛起，伴隨著這些新興(xing) 領域的崛起，傳(chuan) 統的機械加工主軸（機械主軸和電主軸）的市場份額將會(hui) 大幅度縮小。理由是一旦傳(chuan) 統數控機床製造商發現商業(ye) 機會(hui) ，將會(hui) 大量開發3D打印設備，把原有機床的切削頭換成打印頭（即固化成型設備），進入3D打印市場。但是小功率高速電主軸的市場會(hui) 隨著3D打印技術的成熟而獲得增長，原因是打印成型後往往會(hui) 進行小刀具的雕刻或拋光加工，這就需要更高轉速的電主軸以保證刀具邊緣的線性切削速度。
一些打印技術對環境要求比較高（如等離子堆砌焊要求真空），因此一些環境係統設備供應商將獲得更多機會(hui) 。
在3D打印技術成熟過程中，比較確定能夠獲得較大商機的是材料供應商，更確切地說應該是焊料供應商。比如，3D打印建築房屋，材料堆砌係統很簡單，但是普通的水泥無法像牙膏一樣擠出形狀，因此需要添加一些纖維樹脂之類的材料增加其粘性，所以巨型房屋3D打印沒什麽(me) 技術含量，但是建造材料的配方還是有些門道的。
除了材料和硬件，軟件也是一個(ge) 主要的競爭(zheng) 領域。傳(chuan) 統CAM軟件供應商可以不費吹灰之力開發出用於(yu) 生成打印代碼的功能模塊，而且是針對不同坐標軸的算法。也就是說供應商采用車床，銑床，車銑複合床或者龍門結構都可以輕鬆實現3D打印。
第三、更高集成程度的柔性加工係統
本質上，3D技術理論上可以實現零件成型過程中相對低成本的絕對柔性，鑄造或注塑工藝將被金屬或非金屬打印替代。然而任何加工技術都不是完美的，一個(ge) 零件加工需要采用多種工藝。而3D打印工藝的最大優(you) 勢是使得成型工藝更加簡便，成型設備更加簡化和緊湊，便於(yu) 自動化集成。
目前RH已經在其車銑複合結構上集成了堆積焊（3D打印）功能，即先同時進行3D打印和5軸加工，目前主要應用在於(yu) 高附加值零件修複和不同材料的鍍層。
總之，3D打印嚴(yan) 格意義(yi) 上說並不是技術創新，而是成熟技術的自動化集成，也是特種製造技術的一大類別，實在沒有必要將其拔高到技術革命的地步。
作者簡介
吳昊陽 德國萊興(xing) 巴赫－哈繆公司（Reichenbacher Hamuel GmbH）亞(ya) 太區商務總監，技術谘詢顧問
-專(zhuan) 用自動化（智能）製造係統的方案設計與(yu) 項目實施，包括工藝設備，自動控製及工業(ye) 信息化；
-針對工業(ye) 4.0/中國製造2025/中國製造轉型升級等概念和課題開展理論研究，並針對實際項目提供谘詢服務和技術解決(jue) 方案；
-企業(ye) 培訓課程及專(zhuan) 題報告：《歐洲中小製造企業(ye) 轉型升級的工業(ye) 4.0之路》（包括6大模塊），《當現代設計遇到先進製造技術》，《汽車輕量化零件的先進加工技術》