3d打印的時(shí)代總是看似迫在眉睫，但卻從來沒有實(shí)現(xiàn)。然而，隨著制造業(yè)繼續(xù)轉(zhuǎn)向數(shù)字技術(shù)，這個(gè)概念終于有了出路。

根據(jù)上周在匹茲堡舉行的Rapid + TCT 3d打印會(huì)議和貿(mào)易展覽會(huì)的小組主題討論，轉(zhuǎn)折點(diǎn)可能已然臨近。

一個(gè)原因可能是，大型企業(yè)正在開始將真正的資金和資源投入3D打印技術(shù)，這將有助于其原型設(shè)計(jì)的發(fā)展。

HP公司去年推出了惠普多噴射融合高端工業(yè)3D打印機(jī)，但由于開發(fā)了3D打印平臺(tái)，市場(chǎng)的實(shí)際增長(zhǎng)已經(jīng)在發(fā)生。對(duì)此，惠普3D打印總裁Stephen Nigro解釋說：“如果我們要從一個(gè)價(jià)值40億美元或50億美元的行業(yè)中脫穎而出，這是12萬億美元的行業(yè)，那么你就不能自己去做，你必須利用這個(gè)世界。去年我們宣布開放資料平臺(tái)，我們一直致力于開放平臺(tái)的建設(shè)，隨時(shí)準(zhǔn)備擴(kuò)大規(guī)模，因?yàn)槟阈枰衅脚_(tái)才能走上這個(gè)巨大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。”

3D打印需要發(fā)生什么變化？

“機(jī)會(huì)是巨大的，但3D打印仍然是一個(gè)小行業(yè)，”Nigro說。而制造業(yè)中有六個(gè)因素需要做出更為嚴(yán)格的部分：

設(shè)備：3D打印機(jī)必須與計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）和注塑機(jī)在正常時(shí)間運(yùn)行，并在一致性和產(chǎn)量等方面進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

總擁有成本：3D打印行業(yè)必須大幅削減成本，以便與數(shù)控和注塑制造競(jìng)爭(zhēng)。

材料：3D打印行業(yè)必須開發(fā)數(shù)千種新材料。

3D打印設(shè)計(jì)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)方式必須通過系統(tǒng)思考來考慮產(chǎn)品，而不是組成部分。

新供應(yīng)鏈：供應(yīng)鏈必須重新設(shè)計(jì)，以利用3D打印的所有可能性。

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定：改變制造業(yè)將需要制定新的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)來處理3D打印的具體問題。

Nigro表示，當(dāng)HP開發(fā)HP Multi Jet Fusion 3D打印系統(tǒng)時(shí)，惠普公司本身將其中的一些做法放在一起。供應(yīng)商想要為系統(tǒng)打印一些部件，但決定打印它們必須具有經(jīng)濟(jì)意義，而不是傳統(tǒng)地制造它們。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)僅涉及少量零件，但事實(shí)證明，打印大約一半的定制塑料部件是有意義的。根據(jù)Nigro的說法，這不是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的結(jié)論，而是采購(gòu)團(tuán)隊(duì)調(diào)查打印零件的利弊得出的結(jié)論。

Nigro說：“在三分之一的情況下，工程師們花時(shí)間重新設(shè)計(jì)，以利用3D打印設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。另外三分之一是成本節(jié)約，最后三分之一讓我們能夠更快地推出產(chǎn)品。但這是一個(gè)開始，而且它使我們感到意外，但它說明了獲得的經(jīng)濟(jì)利益和功能是否能夠開始開啟轉(zhuǎn)型的力量。”

GE航空致力于3D打印

GE航空還致力于將3D打印包括在生產(chǎn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際部件中。GE Aviation的總部設(shè)在辛辛那提的GE技術(shù)負(fù)責(zé)人Greg Morris認(rèn)為，GE航空的LEAP引擎包括大約18個(gè)燃油噴嘴。由于交付了超過14,000臺(tái)LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)，這代表了數(shù)千臺(tái)打印件，但由于每個(gè)LEAP引擎包含超過10,000個(gè)組件，因此零件數(shù)量正在下降。

然而，Morris表示，這個(gè)過程剛剛開始，而GE航空公司已經(jīng)學(xué)到了三個(gè)概念，使增材制造更加可行：減少開發(fā)時(shí)間、系統(tǒng)級(jí)別思考和一個(gè)簡(jiǎn)化的供應(yīng)鏈。

“對(duì)于我們?cè)谶^去一年半以來一直在設(shè)計(jì)的先進(jìn)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，我們已經(jīng)能夠大大縮短開發(fā)時(shí)間，并且通過利用金屬3D打印快速發(fā)展，可以降低開發(fā)該發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，”Morris說。“對(duì)于系統(tǒng)層面的思考，燃油噴嘴是LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的10,000個(gè)零件之一，而在先進(jìn)的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)上，我們打印了35％的發(fā)動(dòng)機(jī)，我們采用了855個(gè)不同的部件，并將其整合到了12個(gè)。這是系統(tǒng)級(jí)的思考，對(duì)于如何設(shè)計(jì)和考慮3D打印，這是一個(gè)完全不同的方法。”

這樣的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)思想導(dǎo)致部件的大幅減少，大大簡(jiǎn)化了供應(yīng)鏈。

“想想855個(gè)不同的部件，需要多少設(shè)計(jì)師，多少工程師，多少打印件，多少文件？”Morris說。“現(xiàn)在，只有12個(gè)，這在某種程度上大大減少了設(shè)計(jì)人數(shù)，并減少了涉及的物流量，簡(jiǎn)化了供應(yīng)鏈。”

盡管成功，但接受緩慢

然而，這些例子證明了3D打印在成為制造業(yè)的主流部分之前，仍然有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。Morris說，3D打印設(shè)計(jì)、工藝、機(jī)器和技術(shù)方面的教育需要發(fā)揮關(guān)鍵作用。

一種方式是公司與中小學(xué)、學(xué)院和大學(xué)的學(xué)校合作。GE航空公司也通過將具有加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的設(shè)計(jì)師與工程師進(jìn)行嵌入，來解決公司內(nèi)部的問題。

“最近，我們約有50名工程師通過3D打印的密集課程，使其完成GE的各項(xiàng)業(yè)務(wù)。”Morris說。“當(dāng)然，我們還是非常重視機(jī)械工程，希望人們擁有堅(jiān)實(shí)的機(jī)械工程背景和教育，畢竟我們今天在飛機(jī)上仍然有LEAP燃油噴嘴。”

Nigro認(rèn)為，3D打印人才是至關(guān)重要的，它是整個(gè)行業(yè)需要共同合作的領(lǐng)域。

Nigro說：“我認(rèn)為這不是任何一家公司的問題，盡管看起來通用電氣正在做一個(gè)奇妙的工作，而我們?cè)诨萜找灿幸粋€(gè)計(jì)劃。行業(yè)需要我們結(jié)合在一起，只有都在一起，我們才有發(fā)展的機(jī)會(huì)。”

下一步

新的SAP分布式制造網(wǎng)絡(luò)將設(shè)計(jì)和采購(gòu)團(tuán)隊(duì)與3d打印服務(wù)提供商相連接。

許多學(xué)校正在實(shí)施3D打印技術(shù)，但老師們正在努力使用該技術(shù)。

退伍軍人事務(wù)部與3D打印機(jī)制造商合作，提供更個(gè)性化的醫(yī)療保健。

深入供應(yīng)鏈計(jì)劃和執(zhí)行。