2022年3月，3D打印的未來在哪裏？隨著3D打印和現代傳(chuan) 統工業(ye) 不斷發展，3D打印是否會(hui) 取代傳(chuan) 統的製造業(ye) ？實現大規模3D打印未來的挑戰是什麽(me) ？會(hui) 成為(wei) 下一個(ge) 利基應用技術嗎？還是會(hui) 和量產(chan) 結合使用？會(hui) 被普遍使用嗎？還是隻存在少數幾個(ge) 行業(ye) ？南極熊整理了一些行業(ye) 專(zhuan) 家對以上問題的回答匯總。

問題一：3D打印是否會(hui) 取代傳(chuan) 統的製造業(ye) ？

ReThink Additive3D打印顧問Oliver Smith指出：我們(men) 曾經預想3D打印會(hui) 取代傳(chuan) 統的製造業(ye) ，但現在這種情況還不會(hui) 出現。

“在同類場景中，3D打印不會(hui) 取代傳(chuan) 統工業(ye) 體(ti) 係的大批量製造，可以肯定的是，在使用3D打印和傳(chuan) 統工業(ye) 生產(chan) 相同的零件時（非注塑成型），在創新設計和加工過程中，3D打印可以大規模壓縮工藝鏈或添加傳(chuan) 統生產(chan) 方法無法比擬的定製功能，關(guan) 於(yu) 以上這一點未來一定會(hui) 被大規模開發利用。例如，符合人體(ti) 工程學的定製矯形器和修複體(ti) 、具有高度調諧晶格結構的矯形植入物或直接從(cong) 數字掃描數據產(chan) 生的定製牙齒矯正器。”

在這裏，Oliver的觀點在於(yu) 3D打印真正有意義(yi) 的用途。他提出的一個(ge) 容易被人們(men) 忽視的觀點，在我們(men) “壓縮流程鏈”的情況下，它可能非常有用。不僅(jin) 在大幅縮短加工時間，它對比傳(chuan) 統工業(ye) 有許多地方可以讓製造者和使用者雙方收益，如時間、流程、工具、成本或所需參與(yu) 方的數量等，以上都是它特有的優(you) 勢。

如果隻是將時間視為(wei) 唯一與(yu) 流程相關(guan) 的變量，那麽(me) 人們(men) 真的會(hui) 錯過3D打印的其他優(you) 勢。如航空、醫療、石油平台、絕密項目、ITAR 或其他項目等，你會(hui) 看到更多3D打印獨有的優(you) 勢，而不僅(jin) 僅(jin) 是“更快”。

問題二：實現大規模3D打印未來的挑戰是什麽(me) ？

Oliver認為(wei) 3D技術可以使零件性超越傳(chuan) 統工藝，這是因為(wei) 它可以生產(chan) 更為(wei) 複雜的幾何結構，例如獨特的結構或N=1產(chan) 品，是我們(men) 未來應該重點考慮的因素。但如果我們(men) 想真正大規模地製造這些東(dong) 西，未來的挑戰是什麽(me) ？

△通過3D打印優(you) 化的複雜流體(ti) 歧管。圖片來自3D Systems

“一旦為(wei) 特定幾何結構製造了定製模具或工具，又或者是銑床被編程以製造特定零件，傳(chuan) 統製造很快就會(hui) 以快速且價(jia) 格便宜占據市場優(you) 勢。對於(yu) 簡單的結構尤其如此。對於(yu) 小批量製造的複雜結構或零件，增材製造已經具有競爭(zheng) 力。但是，增材製造需要變得更快、更便宜，才能對傳(chuan) 統工藝造成市場競爭(zheng) 。

3D打印麵臨(lin) 的問題之一是，許多設計師被在設計零件時考慮到傳(chuan) 統的製造限製。製造的零件趨於(yu) 傳(chuan) 統加工結構，為(wei) 了使 它製造優(you) 於(yu) 傳(chuan) 統製造，未來更多的設計師應該通過充分利用3D打印可構建複雜幾何結構的能力，來推動設計增強性能和部件整合就越有意義(yi) 。”

△3D打印燃料燃燒器。圖片來自3D Systems

Brent的回答最初看似簡單，但他提到了人們(men) 經常提到的由傳(chuan) 統轉向3D打印的原因，比如前期成本和更快的模具生產(chan) 。缺乏設計的敏感性和對3D打印的自我認知是對未來發展的阻礙。

然而，Brent真正提出的重要一點是，在一個(ge) 3D打印構建中開發複雜的幾何結構。這是另一個(ge) 經常被忽視非常精確的概念。人們(men) 認為(wei) 構建複雜的零件或組件很昂貴，但如果充分的發揮3D打印在構建複雜組件的優(you) 勢，那麽(me) 整個(ge) 產(chan) 品可以新穎的方式製造且更具成本效益。

問題三：Stratasys的戰略增長高級副總裁Pat Carey認為(wei) ，缺少人才，企業(ye) 缺少3D打印認知是一個(ge) 大問題。

“增材製造職業(ye) 的機會(hui) 遠遠超過人們(men) 為(wei) 這些職位接受培訓的速度。我們(men) 與(yu) 貿易學校、大學、專(zhuan) 業(ye) 和教育組織以及中學教育學校合作，以鼓勵增材製造教育和培訓的發展。”

Pat還提出的一個(ge) 非常重要的觀點是，部分公司通常不知道如何計算3D打印對他們(men) 的有效性。

△使用Stratasys的J750數字打印機進行醫療3D打印。圖片來自Stratasys

“企業(ye) 還需要幫助定義(yi) 投資回報率/商業(ye) 案例，說明增材製造將如何有益於(yu) 他們(men) 的製造業(ye) 務以及如何執行它，”Pat說。“我們(men) 知道這項技術是可行的，但需要指導客戶了解哪種技術、哪種材料以及哪些應用最適合他們(men) ，增材部件成本與(yu) 傳(chuan) 統部件成本相比如何，如何在更多領域開發投資回報率。製造過程、零件整合的價(jia) 值和降低的勞動力成本。”

如果沒有3D打印認知，企業(ye) 可能會(hui) 損失成本和時間，例如一個(ge) 案例，由於(yu) 一個(ge) 簡單的問題卻引發後麵進展緩慢，他們(men) 沒有考慮到構建室中部件之間的足夠間距或不知道機器有兩(liang) 次構建之間的周轉時間為(wei) 8小時。這些事情看起來簡單但確非常重要，隻有當你了解它們(men) 時，才顯然是必不可少。通過為(wei) 企業(ye) 提供正確的知識，我們(men) 可以真正幫助他們(men) 使用3D打印產(chan) 生效益。

△牙科實驗室中的Origin One。圖片來自Stratasys

問題四：Pat 提出的另一個(ge) 想法是3D打印與(yu) 傳(chuan) 統工業(ye) 體(ti) 係鏈接

Pat提出“為(wei) 了迎接工業(ye) 4.0時代，製造商必須充分利用IIoT（工業(ye) 物聯），3D 打印機隻是工業(ye) 體(ti) 係中的一部分。企業(ye) 必須繼續與(yu) IT團隊緊密合作，展示3D打印機在製造方麵的用途，而不僅(jin) 僅(jin) 是一種工程工具。”

我認為(wei) 很多人都沒有真正充分考慮到這一點。我們(men) 現在知道3D打印不會(hui) 取代傳(chuan) 統工業(ye) ，但同時我覺得3D打印好像是一座孤島。目前我們(men) 能夠與(yu) ERP、其他工具、其他應用程序和整個(ge) 企業(ye) 集成的方法太少了，未來盡可能的利用企業(ye) 所有基礎製造設施與(yu) 其鏈接。