調研指出全球前100家制造企業中三分之二使用3D打印技術
很多3D打印技術愛好者已經注意到了,自從去年開始,3D打印技術開始蓬勃發展,越來越多的3D打印初創公司出現在各個領域,新的發明和創新幾乎天天涌現。不僅如此,很多大型的工業企業開始以前所未有的速度進入3D打印領域。越來越多的領先制造企業正在使用3D打印技術。
據知名研究機構Lux Research的預測,接下來的十年里,全球3D打印市場的容量將會翻兩番,達到120億美元的水平,其中70億將屬于3D打印產品。越來越多的企業將不再僅僅滿足于在實驗和產品原型中使用3D打印技術,而是進一步將3D打印應用擴展到最終產品制造領域。
事實上,Lux Research預計到2025年,制造業在3D打印市場中的份額將會翻兩番,達到46%。(其它的份額則主要被3D打印機和耗材銷售占據。)
近日,普華永道(PWC)對超過100家領先的制造企業進行了調查。結果發現,這些頂級公司中,有三分之二已經使用了3D打印技術,應用范圍從實驗到原型,甚至用于制造最初產品等不一而足。
不過在實際制造應用中,3D打印仍然占很小的比例,一些公司主要用它來制造傳統方法無法完成的產品;還有些公司則用3D打印技術直接制造最終產品和零部件。在接受調查的制造商中,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品設計開發階段使用3D打印技術。
被調查的公司中,24.6%的公司已經在他們的原型制作階段采用了這項技術,而只有9.6%制造企業在原型和生產階段都采用。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。
PWC指出,隨著3D打印機變得更快、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,他們很快會在快速成型領域之外找到應用。
有趣的是,關于3D打印技術的未來,普華永道認為前景樂觀,但道路并不平坦。全球3D打印市場已經價值25億美元,而在2018年可能增長到162億美元,年復合增長率達到驚人的45.7%。
在論證3D打印肯定可以具備成本效益,適用于生產大批量、高端商品制造的同時,普華永道也指出現在仍然有一些技術缺陷,在正真大規模應用之前,需要克服:
3D打印行業面臨挑戰。快速原型的應用將仍然是重要的,但在將這項技術擴展應用到大批量生產之前,它不是游戲規則的改變者。業界應努力打印成批量的具有更全面的功能的產品或成品,而不是僅僅打印幾個生產原型[…]另外,3D打印應補充或取代傳統制造工藝,并在沒有其他辦法制造的時候發揮其作用。
他們認識到在3D打印能成為真正的主流制造技術之前,應該改善的幾個方面,其中,最重要的是由打印機的價格/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打印機是必要的,這些打印機以實惠的價格提供的大部分高端工業打印機的品質和特性。幸運的是,已經出現一些類似的打印機了。 “比如,FSL3D和Formlabs打印機采用立體光刻技術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打印機售價在5,000美元以下,能夠提供打印碳纖維復合材料的能力。 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的功能。”
不斷開發經濟實惠的3D打印技術,這將是能夠推動3D打印成主流制造技術的主要因素之一。 “合理的預期是:在未來的幾年中打印機的進步將加速,雖然這些變化的程度和性質會很大程度依賴于打印技術和供應商。”
然而,各種各樣的其他改進也鼓勵著行業的發展。重要的一點是打印機需要變得更快,需要能夠不依賴于人的干預實現擠壓頭的清潔和其他的任務。FSL3D首席工程師Andrew Boggier說:“有很多方法提高速度,例如使用高品質的元件,優化激光器的設計和運行。”例如,Form1 +采用比前一代Form1 強四倍的激光器,其打印速度提升50%。
最后,要使3D打印技術在制造業中的不可缺少,打印機就必須成為能夠打印完整的子系統和系統。
首先,這要求打印機在同一時間能夠打印多個材料:“大多數打印機只有一種類型的材料,塑料、金屬、陶瓷、木材、或生物材料。為了創造更實用的產品、拓展市場,3D打印機將需要在一個單一的作業中處理多個類型的材料。“
其次,第二種挑戰是摻入嵌入部件,例如在對象中嵌入傳感器、電子設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。幸運的是,目前在多個領域的研發工作正在進行中,包括材料、印刷方法、增材制造和傳統制造方法的結合。
開發可以在基板上打印并形成多種電子設備的油墨是一個好的方法。作為一個例子,該報告強調了Jennifer A.Lewis(美國哈佛大學工程與應用科學)在鋰離子電池的基本構造塊的研究,這時通過微小導電墨水打印而成的。
這篇很有趣的普華永道的報告為3D打印技術預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。每天都在發布眾多創新和革命性的應用,似乎表明這樣的未來已經迅速接近。
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