調(diào)研指出全球前100家制造企業(yè)中三分之二使用3D打印技術(shù)
很多3D打印技術(shù)愛好者已經(jīng)注意到了,自從去年開始,3D打印技術(shù)開始蓬勃發(fā)展,越來越多的3D打印初創(chuàng)公司出現(xiàn)在各個領(lǐng)域,新的發(fā)明和創(chuàng)新幾乎天天涌現(xiàn)。不僅如此,很多大型的工業(yè)企業(yè)開始以前所未有的速度進(jìn)入3D打印領(lǐng)域。越來越多的領(lǐng)先制造企業(yè)正在使用3D打印技術(shù)。
據(jù)知名研究機(jī)構(gòu)Lux Research的預(yù)測,接下來的十年里,全球3D打印市場的容量將會翻兩番,達(dá)到120億美元的水平,其中70億將屬于3D打印產(chǎn)品。越來越多的企業(yè)將不再僅僅滿足于在實驗和產(chǎn)品原型中使用3D打印技術(shù),而是進(jìn)一步將3D打印應(yīng)用擴(kuò)展到最終產(chǎn)品制造領(lǐng)域。
事實上,Lux Research預(yù)計到2025年,制造業(yè)在3D打印市場中的份額將會翻兩番,達(dá)到46%。(其它的份額則主要被3D打印機(jī)和耗材銷售占據(jù)。)
近日,普華永道(PWC)對超過100家領(lǐng)先的制造企業(yè)進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些頂級公司中,有三分之二已經(jīng)使用了3D打印技術(shù),應(yīng)用范圍從實驗到原型,甚至用于制造最初產(chǎn)品等不一而足。
不過在實際制造應(yīng)用中,3D打印仍然占很小的比例,一些公司主要用它來制造傳統(tǒng)方法無法完成的產(chǎn)品;還有些公司則用3D打印技術(shù)直接制造最終產(chǎn)品和零部件。在接受調(diào)查的制造商中,上述兩類公司所占的比例還只有3%和1%。其他的公司還主要是在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段使用3D打印技術(shù)。
被調(diào)查的公司中,24.6%的公司已經(jīng)在他們的原型制作階段采用了這項技術(shù),而只有9.6%制造企業(yè)在原型和生產(chǎn)階段都采用。正如下圖顯示的,有三分之一的公司表示他們還沒有在任何階段采用3D打印技術(shù)。
PWC指出,隨著3D打印機(jī)變得更快、更容易使用、同時可以處理多個材料,并可以打印有源元件或系統(tǒng),他們很快會在快速成型領(lǐng)域之外找到應(yīng)用。
有趣的是,關(guān)于3D打印技術(shù)的未來,普華永道認(rèn)為前景樂觀,但道路并不平坦。全球3D打印市場已經(jīng)價值25億美元,而在2018年可能增長到162億美元,年復(fù)合增長率達(dá)到驚人的45.7%。
在論證3D打印肯定可以具備成本效益,適用于生產(chǎn)大批量、高端商品制造的同時,普華永道也指出現(xiàn)在仍然有一些技術(shù)缺陷,在正真大規(guī)模應(yīng)用之前,需要克服:
3D打印行業(yè)面臨挑戰(zhàn)?焖僭偷膽(yīng)用將仍然是重要的,但在將這項技術(shù)擴(kuò)展應(yīng)用到大批量生產(chǎn)之前,它不是游戲規(guī)則的改變者。業(yè)界應(yīng)努力打印成批量的具有更全面的功能的產(chǎn)品或成品,而不是僅僅打印幾個生產(chǎn)原型[…]另外,3D打印應(yīng)補(bǔ)充或取代傳統(tǒng)制造工藝,并在沒有其他辦法制造的時候發(fā)揮其作用。
他們認(rèn)識到在3D打印能成為真正的主流制造技術(shù)之前,應(yīng)該改善的幾個方面,其中,最重要的是由打印機(jī)的價格/性能比,打印速度,靈活性和材料。
重要的是,該報告指出,中檔的3D打印機(jī)是必要的,這些打印機(jī)以實惠的價格提供的大部分高端工業(yè)打印機(jī)的品質(zhì)和特性。幸運(yùn)的是,已經(jīng)出現(xiàn)一些類似的打印機(jī)了。 “比如,F(xiàn)SL3D和Formlabs打印機(jī)采用立體光刻技術(shù)提供更高的分辨率并具有更小的尺寸,而且售價只是在幾千美元。MarkForged打印機(jī)售價在5,000美元以下,能夠提供打印碳纖維復(fù)合材料的能力。 3D Systems公司的CubeJet售價為5000美元,可以在多種顏色打印,以較低的價格帶來了專業(yè)的功能!
不斷開發(fā)經(jīng)濟(jì)實惠的3D打印技術(shù),這將是能夠推動3D打印成主流制造技術(shù)的主要因素之一。 “合理的預(yù)期是:在未來的幾年中打印機(jī)的進(jìn)步將加速,雖然這些變化的程度和性質(zhì)會很大程度依賴于打印技術(shù)和供應(yīng)商。”
然而,各種各樣的其他改進(jìn)也鼓勵著行業(yè)的發(fā)展。重要的一點是打印機(jī)需要變得更快,需要能夠不依賴于人的干預(yù)實現(xiàn)擠壓頭的清潔和其他的任務(wù)。FSL3D首席工程師Andrew Boggier說:“有很多方法提高速度,例如使用高品質(zhì)的元件,優(yōu)化激光器的設(shè)計和運(yùn)行!崩,F(xiàn)orm1 +采用比前一代Form1 強(qiáng)四倍的激光器,其打印速度提升50%。
最后,要使3D打印技術(shù)在制造業(yè)中的不可缺少,打印機(jī)就必須成為能夠打印完整的子系統(tǒng)和系統(tǒng)。
首先,這要求打印機(jī)在同一時間能夠打印多個材料:“大多數(shù)打印機(jī)只有一種類型的材料,塑料、金屬、陶瓷、木材、或生物材料。為了創(chuàng)造更實用的產(chǎn)品、拓展市場,3D打印機(jī)將需要在一個單一的作業(yè)中處理多個類型的材料!
其次,第二種挑戰(zhàn)是摻入嵌入部件,例如在對象中嵌入傳感器、電子設(shè)備以及的電池的能力,如果這樣,那么一次打印就可以完成所有的事情。幸運(yùn)的是,目前在多個領(lǐng)域的研發(fā)工作正在進(jìn)行中,包括材料、印刷方法、增材制造和傳統(tǒng)制造方法的結(jié)合。
開發(fā)可以在基板上打印并形成多種電子設(shè)備的油墨是一個好的方法。作為一個例子,該報告強(qiáng)調(diào)了Jennifer A.Lewis(美國哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué))在鋰離子電池的基本構(gòu)造塊的研究,這時通過微小導(dǎo)電墨水打印而成的。
這篇很有趣的普華永道的報告為3D打印技術(shù)預(yù)測了一個非常光明的未來,因為所有這些障礙其實都可以解決。每天都在發(fā)布眾多創(chuàng)新和革命性的應(yīng)用,似乎表明這樣的未來已經(jīng)迅速接近。
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