调研指出全球前100家制造企业中三分之二使用3D打印技术
很多3D打印技术爱好者已经注意到了,自从去年开始,3D打印技术开始蓬勃发展,越来越多的3D打印初创公司出现在各个领域,新的发明和创新几乎天天涌现。不仅如此,很多大型的工业企业开始以前所未有的速度进入3D打印领域。越来越多的领先制造企业正在使用3D打印技术。
据知名研究机构Lux Research的预测,接下来的十年里,全球3D打印市场的容量将会翻两番,达到120亿美元的水平,其中70亿将属于3D打印产品。越来越多的企业将不再仅仅满足于在实验和产品原型中使用3D打印技术,而是进一步将3D打印应用扩展到最终产品制造领域。
事实上,Lux Research预计到2025年,制造业在3D打印市场中的份额将会翻两番,达到46%。(其它的份额则主要被3D打印机和耗材销售占据。)
近日,普华永道(PWC)对超过100家领先的制造企业进行了调查。结果发现,这些顶级公司中,有三分之二已经使用了3D打印技术,应用范围从实验到原型,甚至用于制造最初产品等不一而足。
不过在实际制造应用中,3D打印仍然占很小的比例,一些公司主要用它来制造传统方法无法完成的产品;还有些公司则用3D打印技术直接制造最终产品和零部件。在接受调查的制造商中,上述两类公司所占的比例还只有3%和1%。其他的公司还主要是在产品设计开发阶段使用3D打印技术。
被调查的公司中,24.6%的公司已经在他们的原型制作阶段采用了这项技术,而只有9.6%制造企业在原型和生产阶段都采用。正如下图显示的,有三分之一的公司表示他们还没有在任何阶段采用3D打印技术。
PWC指出,随着3D打印机变得更快、更容易使用、同时可以处理多个材料,并可以打印有源元件或系统,他们很快会在快速成型领域之外找到应用。
有趣的是,关于3D打印技术的未来,普华永道认为前景乐观,但道路并不平坦。全球3D打印市场已经价值25亿美元,而在2018年可能增长到162亿美元,年复合增长率达到惊人的45.7%。
在论证3D打印肯定可以具备成本效益,适用于生产大批量、高端商品制造的同时,普华永道也指出现在仍然有一些技术缺陷,在正真大规模应用之前,需要克服:
3D打印行业面临挑战。快速原型的应用将仍然是重要的,但在将这项技术扩展应用到大批量生产之前,它不是游戏规则的改变者。业界应努力打印成批量的具有更全面的功能的产品或成品,而不是仅仅打印几个生产原型[…]另外,3D打印应补充或取代传统制造工艺,并在没有其他办法制造的时候发挥其作用。
他们认识到在3D打印能成为真正的主流制造技术之前,应该改善的几个方面,其中,最重要的是由打印机的价格/性能比,打印速度,灵活性和材料。
重要的是,该报告指出,中档的3D打印机是必要的,这些打印机以实惠的价格提供的大部分高端工业打印机的品质和特性。幸运的是,已经出现一些类似的打印机了。 “比如,FSL3D和Formlabs打印机采用立体光刻技术提供更高的分辨率并具有更小的尺寸,而且售价只是在几千美元。MarkForged打印机售价在5,000美元以下,能够提供打印碳纤维复合材料的能力。 3D Systems公司的CubeJet售价为5000美元,可以在多种颜色打印,以较低的价格带来了专业的功能。”
不断开发经济实惠的3D打印技术,这将是能够推动3D打印成主流制造技术的主要因素之一。 “合理的预期是:在未来的几年中打印机的进步将加速,虽然这些变化的程度和性质会很大程度依赖于打印技术和供应商。”
然而,各种各样的其他改进也鼓励着行业的发展。重要的一点是打印机需要变得更快,需要能够不依赖于人的干预实现挤压头的清洁和其他的任务。FSL3D首席工程师Andrew Boggier说:“有很多方法提高速度,例如使用高品质的元件,优化激光器的设计和运行。”例如,Form1 +采用比前一代Form1 强四倍的激光器,其打印速度提升50%。
最后,要使3D打印技术在制造业中的不可缺少,打印机就必须成为能够打印完整的子系统和系统。
首先,这要求打印机在同一时间能够打印多个材料:“大多数打印机只有一种类型的材料,塑料、金属、陶瓷、木材、或生物材料。为了创造更实用的产品、拓展市场,3D打印机将需要在一个单一的作业中处理多个类型的材料。“
其次,第二种挑战是掺入嵌入部件,例如在对象中嵌入传感器、电子设备以及的电池的能力,如果这样,那么一次打印就可以完成所有的事情。幸运的是,目前在多个领域的研发工作正在进行中,包括材料、印刷方法、增材制造和传统制造方法的结合。
开发可以在基板上打印并形成多种电子设备的油墨是一个好的方法。作为一个例子,该报告强调了Jennifer A.Lewis(美国哈佛大学工程与应用科学)在锂离子电池的基本构造块的研究,这时通过微小导电墨水打印而成的。
这篇很有趣的普华永道的报告为3D打印技术预测了一个非常光明的未来,因为所有这些障碍其实都可以解决。每天都在发布众多创新和革命性的应用,似乎表明这样的未来已经迅速接近。
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