下一個10年，3D打印面臨的機遇與挑戰

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發表于 2023-6-10 10:17:41 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

3D打印的未來是什么？2022年，意味著3D打印行業的第一個十年已宣告結束，我們期待著第二個十年。

下一個10年，3D打印面臨的機遇與挑戰

與任何前沿技術一樣，3D打印也曾遭受過“泡沫”化的質疑，但現在這項技術用行動證明了它的價值。而未來的3D打印又會有哪些機遇與挑戰？讓我們一起來看看。

發展趨勢：

1，走向規模化生產

下一個十年，3D打印不再只是用于定制產品或高附加值產品，而是將涵蓋從概念模型到批量生產及售后備件的整個產品生命周期。尤其是實現最終部件的量產，這將幫助3D打印在未來10年確立其在制造技術中的地位。

如果說目前3D打印在支持和加強供應鏈上有明顯的幫助，那么未來它將在總制造量中占據越來越大的份額，成為制造業中主要的大規模制造技術。無論是在航空航天、工業裝備、交通運輸、消費級電子產品、醫療等領域，3D打印都將被更加廣泛的應用，而當下各種潛在應用都將成為實際應用。

2，自身的迭代更新

3D打印研發將加速，更好地滿足實際生產需求。其中，機器將變得更加多樣化，實現自由形式的制造；同時能夠在最少甚至沒有人工參與的情況下進行打印。材料組合將得到擴展，會不斷出現新的3D打印合金、聚合物和混合材料／超材料。

3，加速邁向數字化

除了設備和材料的進步外，3D打印將依賴于改進的軟件，真正實現數字化生產。同時結合人工智能，機器學習將實現自主制造，提高整個3D打印工作的流程化，并且更智能，生產力也將得到提高。

4，資本將改變格局

展望下一個十年，3D打印行業將迎來一段整合期，格局肯定會發生徹底的轉變。大量資本涌入該行業，會出現系列并購活動，將引發一波收購、投資和IPO浪潮。同時，一些“傳統”制造公司將“借殼”進入3D打印領域并發揮作用，類似于尼康對SLM Solutions收購的案例還會有很多。

未來十年，資本也可能會從技術押注轉變為高度關注植根于現實生產場景的應用端。

5，可持續分布式制造

3D打印將通過輕量化、本地化減少碳足跡、降低能源消耗和減少廢物以及向植物基材料過渡，在扭轉全球變暖方面發揮關鍵作用，真正幫助實現可持續性和循環經濟。此外，3D打印將能通過本地化、分布式制造，形成一種全新的供應鏈解決方案。未來更多的行業將借助3D打印轉向數字倉儲和備件的按需生產。

面臨挑戰：

3D打印的未來是走向批量化生產，這需要解決三大關鍵問題：“價格” “速度” “質量”。

價格。

一個很大的挑戰在于成本方面。面臨的挑戰是在保持質量承諾的同時降低整個價值鏈的每個零件成本。如果無法降低成本，也就沒有競爭優勢，無法真正走向可持續規模化生產。

3D打印材料是發展3D打印技術的重要基礎，實現材料的突破是首要任務。不只是材料單向的成本控制，有效回收對于降低生產規模打印的成本同樣至關重要。

速度。

大規模生產需要講究效率，也就是需要克服3D打印速度的限制。這可能是各大廠商不得不解決的最大困境，不只是需要解決設備本身的運行速度，還需要思考如何實現自動化和可靠地生產，也可以理解為生產需要過程自動化。

這里就需要將3D打印硬件與軟件進行有效銜接，通過軟件以智能方式控制3D打印的不同階段，通過人工智能啟動運行并監控打印，然后是自動過濾和清潔系統，以獲得最終部件。將3D打印的生產過程實現數字化、自動化，這是解決當下速度慢的有效途徑。

質量。

想要3D打印零件符合規模生產的質量，還缺乏生產流程的標準化。這主要是因為與大多數傳統制造技術不同，3D打印有很多工藝變量，工藝、材料和幾何結構之間存在高度耦合關系；傳統的工藝開發和優化范式已經不能適應3D打印高度復雜的工藝特點。這也導致了3D打印行業目前仍面臨的一系列挑戰：工藝開發和優化耗時長、打印過程控制困難、質量一致性低、性能不可預測等。

可參考的解決方案一方面是開發一種語義，提供通用算法工具，使我們能夠獲取語義輸入并定義生產流程、參數和設計。另一個是利用人工智能（AI）軟件，收集設備的關鍵過程數據并利用人工智能來分析這些數據。

批量生產，生產的質量和可靠性是關鍵。如何在平衡打印質量和保證成功率的同時，提高打印速度，降低生產成本是行業參與者需要共同努力解決的問題。為實現這一目標，我們還需要在接下來的10年付出數倍的努力，才能早日實現3D打印在制造業中的C位夢。