距今,3D打印已經(jīng)有20多年的歷史了,并且現(xiàn)在已經(jīng)做好了成為主流制造的準(zhǔn)備。從五十年代到八十年代,美國的制造業(yè)是勞動密集型的,技術(shù)含量低,以個(gè)人的力量為中心。在過去的二十年中,重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到外包生產(chǎn)實(shí)踐,以降低勞動力成本。
而今天,時(shí)間是我們最珍貴的商品。憑借新一代性能更好的機(jī)器,可用的材料以及我們提供真正符合其機(jī)械性能的零件的能力,3D打印將改變制造業(yè)。
從最初的概念來看,3D打印已經(jīng)有可能改變商品的生產(chǎn)方式。潛在的好處具有戰(zhàn)略意義,如靈活性、上市時(shí)間縮短、定制化、分布式制造等等。雖然采用3D打印仍然存在挑戰(zhàn),但機(jī)會更大。
上個(gè)月,Jabil參與了3D打印趨勢調(diào)查,重點(diǎn)關(guān)注3D打印的未來,同時(shí)考察當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)情況。由第三方研究公司Dimensional Research開展的這項(xiàng)調(diào)查旨在揭示在3D打印領(lǐng)域做出決策的專業(yè)人士的經(jīng)驗(yàn)和觀點(diǎn)。
制造商并不是坐在旁邊觀看3D打印的演變,他們已經(jīng)在使用這項(xiàng)技術(shù)。參與調(diào)查的制造商中,81%的制造商表示,他們今天正在使用3D打印。這是令人鼓舞的,因?yàn)檫@意味著公司已經(jīng)在尋找機(jī)會將增材制造技術(shù)整合到其已建立的流程中。據(jù)調(diào)查,航空航天和醫(yī)療器械行業(yè)是領(lǐng)先采用3D打印技術(shù)的領(lǐng)域。
雖然3D打印正在走向平凡,但是大多數(shù)制造企業(yè)目前的使用范圍是有限的。在那些采用3D打印技術(shù)的企業(yè)中,最常見的是用于原型制作,報(bào)告稱,他們中的70%將其用于實(shí)踐。
報(bào)告稱,36%的制造商使用3D打印進(jìn)行生產(chǎn)。我相信這是未來的好兆頭。
在大多數(shù)行業(yè)中,原型制作仍然是3D打印的最普遍使用方式,但通過3D打印進(jìn)行生產(chǎn)卻是一個(gè)難以置信的機(jī)會。醫(yī)療和牙科市場已經(jīng)開始將3D打印作為一個(gè)全面的生產(chǎn)過程,并正在獲得收益。據(jù)“哈佛商業(yè)評論”報(bào)道,美國助聽器行業(yè)在不到500天的時(shí)間里轉(zhuǎn)換為100%增材制造。沒有哪家公司堅(jiān)持傳統(tǒng)的制造工藝。
3D打印機(jī)的發(fā)展使得公司能夠嘗試以前不可能的新應(yīng)用程序。隨著3D打印機(jī)成本的下降,以及它們可以幫助公司擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,提高生產(chǎn)速度,它們將變得更容易轉(zhuǎn)變整個(gè)制造業(yè)。
此外,我們也見證了3D打印材料的巨大創(chuàng)新。金屬、陶瓷和復(fù)合材料(而不僅僅是塑料)的工作能力已經(jīng)打開了制造潛力的大門。盡管如此,調(diào)查顯示,81%的制造商仍然使用塑料和聚合物作為主要材料。
3D打印增長趨勢
未來,3D打印的前景非常樂觀。涉及3D打印決策的制造業(yè)利益相關(guān)方預(yù)計(jì)會有顯著的增長。93%的受訪廠商預(yù)計(jì)未來五年內(nèi),他們將使用3D打印技術(shù)。
大多數(shù)受訪者表示,他們預(yù)計(jì)他們的增長將非常顯著。63%的受訪者表示,他們預(yù)計(jì)在未來兩到五年內(nèi),他們目前的3D打印用量至少會翻一番。除了對整個(gè)行業(yè)的接受程度越來越高,技術(shù)的可獲得性將再次推動這一增長。
3D打印有可能為整個(gè)組織提供好處,但大多數(shù)制造商報(bào)告說,他們的工程和開發(fā)團(tuán)隊(duì)正在推動采用3D打印。這些通常負(fù)責(zé)產(chǎn)品創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)正在將這種日益增長的實(shí)踐引入組織中。
制造商希望成為第一個(gè)追隨者
雖然制造公司正在投入3D打印,但大多數(shù)人都在等待,直到他們開始看到他們行業(yè)或競爭對手的成功之后才采取行動。只有12%的調(diào)查參與者認(rèn)為自己是采用3D打印的領(lǐng)導(dǎo)者。大多數(shù)(百分之六十七)認(rèn)為自己能夠迅速行動,但他們需要看到別人有一次成功。
3D打印預(yù)計(jì)會影響整個(gè)行業(yè)思考和運(yùn)作的方式。91%的制造業(yè)利益相關(guān)者認(rèn)為會產(chǎn)生重大影響,而三分之一的人認(rèn)為影響已經(jīng)開始。
這只是一個(gè)時(shí)間問題。
制造商收獲3D打印的好處
97%的制造業(yè)利益相關(guān)者看到了3D打印對他們公司的好處。報(bào)告的最大優(yōu)勢是:
更快地將新想法推向市場;
產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能創(chuàng)新;
加快生產(chǎn)時(shí)間;
增加了自定義和個(gè)性化;
設(shè)計(jì)自由;
降低成本;
按需打印,減少倉儲需求;
盡管3D打印具有廣泛的優(yōu)勢,但并非所有公司都希望實(shí)現(xiàn)所有潛在的優(yōu)勢。例如,航空航天公司將從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和性能方面的創(chuàng)新中受益最多,而加工企業(yè)更有可能從更快的新產(chǎn)品上市時(shí)間中受益,而汽車公司希望在降低成本方面獲得最大的收益。
Jabil公司的3D打印制造趨勢
3D打印從原型到生產(chǎn)
雖然大多數(shù)制造公司正在以某種形式使用3D打印,但在生產(chǎn)中使用3D打印還不是一種常態(tài)。只有36%的受訪者表示使用3D打印進(jìn)行生產(chǎn)。明確地說,一些行業(yè)已經(jīng)采用3D打印進(jìn)行生產(chǎn)。因此,不同的行業(yè)報(bào)告生產(chǎn)打印零件的比率不同。醫(yī)療設(shè)備和航空航天公司的制造商再次在生產(chǎn)中報(bào)告使用3D打印。
使用3D打印進(jìn)行部件生產(chǎn)是預(yù)期增長的領(lǐng)域。在調(diào)查中,絕大多數(shù)制造業(yè)利益相關(guān)者(93%)報(bào)告了強(qiáng)勁的增長潛力,其中38%預(yù)計(jì)至少將生產(chǎn)部件的3D打印用量增加一倍,19%預(yù)測生產(chǎn)用量將大幅增加5倍以上。
什么在阻礙3D打印發(fā)展?
盡管制造業(yè)利益相關(guān)者對3D打印技術(shù)的發(fā)展持樂觀態(tài)度,但現(xiàn)有解決方案仍存在諸多問題。幾乎所有的制造業(yè)利益相關(guān)方都面臨著一些挑戰(zhàn)。主要挑戰(zhàn)包括:
缺乏內(nèi)部的專業(yè)知識;
系統(tǒng)設(shè)備的成本;
材料成本;
零件質(zhì)量(即完整性、強(qiáng)度、美學(xué));
材料選擇有限;
技術(shù)限制;
擴(kuò)展操作困難;
雖然制造企業(yè)在采用3D打印方面面臨挑戰(zhàn),但還是有好消息的。幾乎每個(gè)人都認(rèn)為這些挑戰(zhàn)是可以克服的,這將需要廣泛的因素來演變。
制造業(yè)利益相關(guān)者強(qiáng)調(diào)了四個(gè)需要解決的問題:
招聘和培訓(xùn);
金融投資;
更換管理層;
來自商業(yè)伙伴的創(chuàng)新;
與會者不認(rèn)為解決3D打印挑戰(zhàn)將需要很長時(shí)間。雖然只有少數(shù)人希望能像今年這樣快地得到解決(10%),但是超過一半的人認(rèn)為未來三年內(nèi)會有變化(55%)。
參與3D打印趨勢調(diào)查的人口統(tǒng)計(jì)
代表電子、汽車、醫(yī)療、航空航天、鞋類和服裝等行業(yè)的負(fù)責(zé)3D打印決策的制造專業(yè)人員,超過300人參與了此次調(diào)查。
來自員工超過1000人的100多家公司,3D打印趨勢調(diào)查代表了廣泛的部門職責(zé)和資歷水平的專業(yè)人士。
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