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3D打印已准备好在黄金时段生产,是吗?

摘要: 当世界经济论坛报道,到2025年,跨行业的数字化转型对社会和行业的价值可能超过100万亿美元(是的,数万亿美元)时,我们知道,没有愿意突破界限并承担风险的大胆创新者,这是不会发生的。过去和现在,没有哪个行业 ...
当世界经济论坛报道,到2025年,跨行业的数字化转型对社会和行业的价值可能超过100万亿美元(是的,数万亿美元)时,我们知道,没有愿意突破界限并承担风险的大胆创新者,这是不会发生的。

过去和现在,没有哪个行业比制造业更能充分发挥潜力。

如今,许多行业都处于转折点。在最新的系统以一半的成本提供10倍的性能之前,3D打印技术(也称为增材制造(AM))经常被降级到原型设计和业余爱好者的工作中。现在,不可否认的是,3D打印具有独特的能力,能够在对企业,政府和个人的各种紧迫需求(对可持续解决方案,定制产品和更具战略意义的供应链的需求)中产生可扩展的影响。

随着越来越多的制造商采用3D打印来交付以前认为难以置信或不可能的产品,这一领域的发展势头迅猛。特定于人体解剖结构的人体组织,假肢和植入物。难以找到的汽车零件。为各个脚的形状和活动水平定制的鞋子。人造房屋,无人机和机器人。这些以及更多是未来。

但是,要使这些创新成为我们日常生活的一部分,我们需要以一些关键方式来释放这一市场。

从原型到生产

我们正处在第四次工业革命的风口浪尖上,物理和数字技术将彻底改变公司构思,设计,生产,分配和维修几乎所有产品的方式。通过将整个供应链和生产流程数字化,这种范式转变预计将完全破坏12万亿美元的全球制造业,并在此过程中创造1.33亿个新角色。

为了超越原型制作并使这些令人难以置信的用例司空见惯,3D打印行业必须认识到前进的机会-即创建功能强大的新设计工具,投资特种材料并弥合主要技能差距。

最后的需求也许是最紧迫的,这可能会刺激2020年3D打印市场的重大进步。根本没有足够的熟练工人准备填补我们行业正在创造的工作。解决该问题需要协作。跨行业,学术界和政府需要时间和一致的承诺。而且,这将需要在框外思考的意愿。

一点教育

高校是3D打印未来的关键参与者。许多人都在大力投资3D打印机,以我在世界各地校园里度过的时间来看,即使是在该领域已经工作了数十年的教授仍然对创新充满热情。他们渴望探索解决新旧设计和制造挑战的新方法。

如今,许多传统学院都提供围绕3D打印机构建的有意义的设计课程。但是,仍有扩展这些产品的空间,以便更好地装备下一代创新者。几乎没有足够的课程提供全面的课程来使学生熟悉该技术建议的众多学科,包括供应链,工业工程,设计,材料科学和制造。

根据德勤(Deloitte Insights)最近的一项调查,行业受访者表示,他们希望有一支能够轻松跨越这些学科界限的劳动力。

“我们不需要典型的CAD / AM设计人员,”一位业内人士告诉德勤。“我们需要能够将AM的物理,软件,材料和创造性思维整合到新产品中的人员。”

为了使学生为明天的职业做好准备(其中许多都将利用3D技术),学院必须开始调整计划,超越机械投资,并鼓励下一波创新。

新材料和设计过程

为了使3D打印真正从原型过渡到生产,还需要行业扩展3D材料的调色板并减少制造商的成本。供应商不能独自做到这一点。他们需要一个由行业领导者,企业家,学生和学者共同努力的开放式生态系统,以共同构想并在高度可靠和高效的供应链中提供下一代低成本和高性能的聚合物粉末。  金属和陶瓷粉末材料具有可用于3D打印的模拟制造的现有供应来源,并且可以扩展到包括不锈钢,金,银,钛和其他增材制造粉末的新材料和合金。  3D打印的一些方法还使得通过逐个体素更改基础材料来创建新的数字材料变得可行。  这确实是材料科学新时代的曙光。 

创业企业有很大的机会在这个领域爬升并获利。根据最近的报告和数据研究,到2026年,3D打印材料市场预计将增长到近60亿美元。一些公司正在使萌芽的耗材创新者更容易参与进来。例如,惠普(HP)在俄勒冈州科瓦利斯(Corvallis)设有开放平台材料和应用实验室,材料合作伙伴一直在积极开发,测试,认证和交付新材料。

也有机会帮助为最先进的3D打印设计过程铺平道路。今年初,惠普在西班牙巴塞罗那开设了新的3D打印和数字制造卓越中心。这个占地150,000平方英尺的工厂(大约三个足球场的大小)预计将汇聚数百名3D打印和数字制造专家,他们将专注于优化和集成增材制造生产流程。

到2020年1月,作为HP-NTU数字制造企业联合实验室的一部分,HP将在南洋理工大学的校园内开设一个新实验室,该实验室将有50多名研究人员。这个耗资8400万美元的实验室将支持新加坡推动数字制造和3D打印技术领域的产业转型,并将包括专注于新材料和机器学习等领域的项目。

进入新的一年,显然3D打印的势头和手段已经进入了下一个阶段,并最终实现了从小众原型向真正的生产工具的过渡。但是,要做到这一点将比谈论更多。商业,学术界和科学界的领导者将必须兑现其诺言,开始以不同的方式思考,愿意承担一些风险并在机会出现时寻求机会。如果发生这种情况,我们将看到3D打印最终实现其长期以来的承诺。 


惠普公司高级研究员兼惠普公司3D打印与数字制造首席技术师Paul Benning

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本文作者
2019-12-19 10:56
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