3D打印技術(shù)還是工業(yè)4.0時代的標簽嗎？

　　描繪了制造業(yè)未來愿景的工業(yè)4.0與顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)加工裝配方式的3D打印技術(shù)相遇時，兩者又會碰撞怎樣的火花?在科技日新月異的今天，我們應該如何正確對待3D打印技術(shù)?

　　工業(yè)4.0背景下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級

　　所謂“工業(yè)4.0”，就是以智能制造為主導的第四次工業(yè)革命，其中，智能生產(chǎn)主要涉及整個企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、人機互動以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用等。

　　工業(yè)4.0概念最初是由德國政府在《德國2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來項目之一，旨在提升制造業(yè)的智能化水平。此概念一經(jīng)推出，便迅速成為德國的另一個標簽，并在全球范圍內(nèi)引發(fā)了新一輪工業(yè)轉(zhuǎn)型競賽。

　　為在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機，實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標，我國國務院也正式印發(fā)了《中國制造2025》行動綱要。在該規(guī)劃中，3D打印作為代表性的新興技術(shù)共出現(xiàn)6次，貫穿于背景介紹、國家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合、重點領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落，并融入于推動智能制造的主線。

　　這一方面體現(xiàn)出我國對3D打印的重視程度，另一方面也彰顯了在戰(zhàn)略層面我國對制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級形勢與環(huán)境的深刻理解。在傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中，3D打印技術(shù)將扮演愈發(fā)重要的角色。

　　3D打印在智能制造中的價值與應用前景

　　1.工業(yè)4.0時代，3D打印不可或缺

　　從構(gòu)建概念模型、功能性原型，到直接數(shù)字化制造，3D打印都在幫助設計師和制造商釋放創(chuàng)意、改善設計、降低成本、提高生產(chǎn)力，已成為各行各業(yè)推動創(chuàng)新，強化競爭能力的新途徑和重要工具。

　　具體而言，3D打印之于制造業(yè)的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　小規(guī)模定制：3D打印技術(shù)具有按需制造、減少廢棄副產(chǎn)品、材料多種組合、精確實體復制、便攜制造等多種優(yōu)勢，可大幅降低制造費用，縮短加工周期，實現(xiàn)設計制造一體化和復雜制造，大幅降低生產(chǎn)成本。

　　供應鏈管理：3D打印的出現(xiàn)已經(jīng)改變了原有的供應鏈機制，對供應方式產(chǎn)生深遠的影響。在3D打印支撐的供應鏈模式下，只需提供產(chǎn)品的3D數(shù)據(jù)包以及相應的耗材，企業(yè)按訂單就近生產(chǎn)后即時配送，成品基本上可以做到零庫存。

　　自由設計：3D打印一個被低估的重大優(yōu)勢就是可以實現(xiàn)與生俱來的自由設計。工業(yè)設計師可以利用3D打印機創(chuàng)建全新的幾何圖形，制造集各種先進性能于一身的零部件。對于許多采用3D打印的企業(yè)而言，自由設計所帶來的效率提升，遠遠超過采用3D打印而支付的成本。

　　靈活化制造：制造商都在不斷尋求新方式來制造及測試產(chǎn)品，3D打印機使他們能夠制造出必要的工具和部件來加快新產(chǎn)品研發(fā)進程。借助3D打印機，制造商還能夠生產(chǎn)出其制造與測試系統(tǒng)高效操作所必需的零部件和輔助工具。

　　快速上市：許多行業(yè)的傳統(tǒng)工業(yè)設計不僅流程緩慢，而且成本高昂。3D打印則速度更快，成本更低，借助可使產(chǎn)能加倍的新型解決方案，3D打印的速度優(yōu)勢將更加明顯，可實現(xiàn)快速的規(guī)模化生產(chǎn)。

　　從實際應用情況看，3D打印正成為工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵方式和重要工具，未來將通過系統(tǒng)智能化、打印速度提高和材料成本的降低，將越來越多地滿足智能制造的需求。

　　2.3D打印技術(shù)的應用前景展望

　　3D打印目前正處于一個快速發(fā)展的階段。Mordor Intelligence最近發(fā)布的《2018年至2023年3D打印市場研究報告》顯示，2017年全球3D打印市場價值為83.12億美元，預計到2023年將達到353.6億美元，五年期年復合增長率(CAGR)為27.29%。

　　從技術(shù)上看，3D打印已經(jīng)能夠滿足大部分工業(yè)應用場景需求;可以實現(xiàn)金屬和塑料等零件以及成品的制造，性能與傳統(tǒng)制造工藝相當;已經(jīng)解決了原材料制備，所有可焊接的金屬均可使用3D打印技術(shù)。

　　從成本角度看，3D打印已經(jīng)在航空、航天、軍工、醫(yī)療等高價值及高附加值產(chǎn)業(yè)中具備了較高的經(jīng)濟效益。

　　從普及程度看，3D打印目前廣泛用于原型制造，其他方面的應用前景非常廣闊。大量領(lǐng)導企業(yè)已率先利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造出可觀的效益，已經(jīng)充分挖掘出了3D打印技術(shù)的價值，而更大的生產(chǎn)型3D打印解決方案市場亟待開發(fā)。

　　隨著技術(shù)不斷發(fā)展，未來3D打印的成本還將進一步降低，性能也將大幅度提升。3D打印作為新興制造技術(shù)，未來必將成為企業(yè)實現(xiàn)智能制造中得心應手的強大工具。

　　Stratasys在智能制造方面的努力

　　Stratasys自創(chuàng)立之初，便致力于以“尖端技術(shù)創(chuàng)新和應用實踐”來引領(lǐng)行業(yè)變革，目前已擁有增材制造技術(shù)專利超過1，200項，這些創(chuàng)新在設計原型、工具模具制造及最終生產(chǎn)零件的整個生命周期中都創(chuàng)造了巨大價值。

　　在全球3D打印市場高速發(fā)展的今天，Stratasys愈發(fā)重視中國市場。2017年，Stratasys針對中國市場制定并順利實施了“三大戰(zhàn)略”，并上海設立新辦公室，為航空、汽車、醫(yī)療等行業(yè)用戶提供了包括設備、材料、咨詢和再設計在內(nèi)的整體解決方案。

　　Stratasys還相繼在上海、北京、深圳這三個城市舉辦年度用戶大會，攜手行業(yè)合作伙伴和國內(nèi)外的專家，將最新最先進的3D打印技術(shù)分享給國內(nèi)用戶。

　　Stratasys專門針對中國客戶特別推出了全新的微信服務平臺，現(xiàn)場服務和技術(shù)支持、客戶操作培訓、新材料試用、新應用開發(fā)等，均可在微信平臺上進行。

　　為了滿足用戶與市場的需求，Stratasys還不斷推出更專業(yè)化的解決特定行業(yè)需求的打印機產(chǎn)品、設計軟件和打印材料等。下面舉幾個例子：

　　Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator和Robotic Composite 3D Demonstrator：作為下一代工業(yè)級3D打印解決方案，這兩款設備完全適用于航空航天和汽車制造，打破了常規(guī)打印方式，一經(jīng)問世便吸睛無數(shù)。

　　Stratasys Continuous Build 3D Demonstrator：此款解決方案的發(fā)布使Stratasys向利用增材技術(shù)進行小批量連續(xù)性生產(chǎn)邁出了重要一步。薩凡納藝術(shù)與設計學院、In’Tech Industries、FATHOM等都已開始使用該設備增強其產(chǎn)品服務，并挖掘新的業(yè)務機遇。

　　VeroFlex快速成型方案：這是Stratasys推出的應對眼鏡行業(yè)痛點的解決方案，將眼鏡的上市時間從常規(guī)的的18個月縮短至8周。從初始的概念迭代到紋理細致的多色模型，甚至還能用于制造精確的功能模型，以供性能測試使用。

　　飛機內(nèi)飾認證解決方案：涵蓋Fortus 900航空版設備和軟件，專為 3D 打印機械性能高度可重復的飛機零件而設計，同時提供完備的認證流程文檔，幫助航空企業(yè)更快地獲得更多通過認證的零件，然后將其投放于航班飛行。

　　碳纖維3D打印機：Stratasys也即將向中國市場推出專門的碳纖維3D打印機Fortus 380CF版本，鼓勵更多的用戶將高強度、生產(chǎn)級的3D打印技術(shù)和材料應用到工具制造和最終生產(chǎn)中。

　　全新的GrabCAD Voxel Print軟件解決方案：為用戶提供了對整個設計和3D打印過程的體素級控制，借助操縱微觀體素的能力，用戶可以獲得之前無法實現(xiàn)的3D打印屬性和效果。

　　VeroDraft和FullCure 700：這是Stratasys根據(jù)中國客戶訴求為本地市場定制了兩款高性價比的新材料，大幅降低了專業(yè)3D打印應用的門檻。

　　Stratasys一直行走在行業(yè)最前端，不斷探索更新的技術(shù)與專業(yè)應用領(lǐng)域，嘗試更多跨行業(yè)合作，釋放3D打印技術(shù)的能量，為未來智能制造與智能工廠的實現(xiàn)增添新助力。

　　寫在最后如今，3D打印的發(fā)展勢頭如火如荼，正在引發(fā)全球制造業(yè)的顛覆性變革，為全球制造向全球智造的轉(zhuǎn)型升級注入新動力。無疑，3D打印技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)4.0時代最強勁實力的標簽。你，準備好貼標簽了嗎?