3D打印技術(shù)是個不斷發(fā)展的新興制造技術(shù)，許多應(yīng)用在今日才嶄露頭角，或許在不久的將來就成為主流的制造技術(shù)。市場研究機構(gòu)Gartner對2020年3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了預(yù)測，并總結(jié)了關(guān)于3D打印的四個趨勢，每一種趨勢都可以在近幾年的3D打印技術(shù)發(fā)展歷程中找到“蛛絲馬跡”。3D科學(xué)谷以Gartner的四大趨勢為主線，將這些“蛛絲馬跡” 進(jìn)行了整理，讓我們共同來回顧3D打印的發(fā)展、展望3D打印的未來。

3D打印與制造業(yè)水乳交融

趨勢1：10%的工業(yè)生產(chǎn)將集成自動化3D打印技術(shù)
自動化的范疇包括3D打印技術(shù)與機器人、機械臂的結(jié)合，自動化控制與檢測等。

可協(xié)同作業(yè)的3D打印機器人

圖片來源：Siemens

代表性技術(shù)：西門子SiSpis蜘蛛機器人，該機器人外形和工作原理都酷似蜘蛛，身上裝有一個可擠出PLA 打印材料的3D打印機、相機和激光掃描儀，在進(jìn)行大型物體3D打印作業(yè)時，多臺SiSpis蜘蛛機器人將協(xié)同作戰(zhàn)，完成打印任務(wù)。詳見3D科學(xué)谷發(fā)表的西門子的蜘蛛機器人3D打印機。

機械臂更廣泛的用于3D打印領(lǐng)域

圖片：Viridis3D的砂模3D打印機械臂

     自動化領(lǐng)域著名的制造商ABB和KUKA都已跨界到3D打印領(lǐng)域, 通過集成3D打印設(shè)備,機械臂可承擔(dān)制造大型復(fù)雜零部件或建筑結(jié)構(gòu)的任務(wù)，例如：Stratasys公司將3D打印熔融擠出頭集成在KUKA機械臂上，完成大型碳纖維零部件的3D打印，詳見3D科學(xué)谷的市場研究碳纖維風(fēng)來襲，3D老江湖新目標(biāo)指向大尺寸以及碳纖維打印；Viridis3D 公司通過集成了3D打印機的ABB機械臂和自動化傳送帶，完成砂模的批量化生產(chǎn)。

趨勢2：30%的骨科植入物是在醫(yī)院內(nèi)部或就近3D打印的
      植入物是植入人體的醫(yī)療器械，由于不同人體之間存在著差異，個性化定制的植入物與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品相比將帶來更精準(zhǔn)的治療效果，3D打印在個性化小批量產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域具有優(yōu)勢，因此而日益受到植入物制造領(lǐng)域的重視。

     未來植入物將不單純依賴于醫(yī)療器械工廠的大規(guī)模生產(chǎn)，還可以在醫(yī)院內(nèi)部或附近的實現(xiàn)快速3D打印。不過植入物在投入使用之前還需經(jīng)過嚴(yán)格的消毒、測試和審批，按需生產(chǎn)的定制化植入物也不例外，雖然3D打印技術(shù)制造小批量定制化植入物的時間很短，但是這些后續(xù)的流程周期很長，如何加速這些流程是實現(xiàn)定制化植入物就近快速生產(chǎn)所需要解決的問題，Gartner認(rèn)為這個問題在未來三年將得到改善。

      在進(jìn)行骨科植入物市場的研究過程中感受到了3D打印技術(shù)在植入物制造中的應(yīng)用逐漸普及和深入的趨勢，一方面從應(yīng)用的角度上來看，3D打印技術(shù)已滲透到髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、頜面、胸骨、脊柱、足踝植入物等多個領(lǐng)域，另一方面食品藥品監(jiān)督管理機構(gòu)對3D打印植入物的審批正在加速，美國FDA已批準(zhǔn)了85個3D打印植入物進(jìn)入市場。

預(yù)言3：3D打印技術(shù)的應(yīng)用將使新產(chǎn)品推出市場的時間縮短25%

圖片來源：GKN

    3D打印技術(shù)為企業(yè)的新產(chǎn)品研發(fā)工作，帶來快速及低成本的產(chǎn)品原型制造、小批量試制解決方案。因引入3D打印技術(shù)而使新產(chǎn)品研發(fā)受益的企業(yè)不僅包括對交貨期極為苛刻的航空制造企業(yè)，例如GKN 航空（詳見揭秘GKN的增材制造布局）,還包括依靠創(chuàng)新技術(shù)和新產(chǎn)品推出速度立足于市場的創(chuàng)業(yè)型企業(yè)，如Nano-Racing無人機創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊和Alta Motor電動摩托車團(tuán)隊。

預(yù)言4：75%的制造企業(yè)將使用3D打印的工具
    3D打印將作為傳統(tǒng)制造技術(shù)的補充，逐漸成為大多數(shù)制造企業(yè)所倚重的技術(shù)，這種補充作用主要體現(xiàn)在兩個方面，一個方面是直接制造傳統(tǒng)技術(shù)難以實現(xiàn)的復(fù)雜產(chǎn)品或小批量產(chǎn)品，另一方面則是制造傳統(tǒng)制造技術(shù)所需要的模具、刀具、夾具。

圖片來源：雷尼紹

     模具是工業(yè)之母，廣泛用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。幾乎所有的3D打印技術(shù)都可以在模具領(lǐng)域中找到應(yīng)用的切入點，其中比較典型的是SLM 3D打印技術(shù)在注塑模具隨形冷卻通道制造中的應(yīng)用。

      對于模具制造商來說，由于模具的質(zhì)量直接決定了注塑生產(chǎn)效率，并決定產(chǎn)品質(zhì)量，從而決定產(chǎn)品附加值。在最小周期時間內(nèi)高效冷卻塑料產(chǎn)品對提高注塑生產(chǎn)效率、提升注塑產(chǎn)品的附加值有積極的影響，而模具冷卻通道的設(shè)計與制造在其中扮演了重要角色，SLM 3D打印技術(shù)為模具冷卻通道的設(shè)計和制造帶來更高自由度，通過該技術(shù)制造的隨形冷卻通道更靠近模具的冷卻表面，并具有平滑的角落，更快的流量，增加熱量轉(zhuǎn)移到冷卻液的效率。

(責(zé)任編輯：admin)

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