你造嗎 關于3D打印的四大趨勢

　　3D打印技術是個不斷發展的新興制造技術，許多應用在今日才嶄露頭角，或許在不久的將來就成為主流的制造技術。市場研究機構Gartner對2020年3D打印技術在制造業中的應用進行了預測，并總結了關于3D打印的四個趨勢，每一種趨勢都可以在近幾年的3D打印技術發展歷程中找到“蛛絲馬跡”。小編以Gartner的四大趨勢為主線，將這些“蛛絲馬跡” 進行了整理，讓我們共同來回顧3D打印的發展、展望3D打印的未來。

　　3D打印與制造業水乳交融

　　趨勢1：10%的工業生產將集成自動化3D打印技術

　　自動化的范疇包括3D打印技術與機器人、機械臂的結合，自動化控制與檢測等。

　　可協同作業的3D打印機器人

　　代表性技術：西門子SiSpis蜘蛛機器人，該機器人外形和工作原理都酷似蜘蛛，身上裝有一個可擠出PLA 打印材料的3D打印機、相機和激光掃描儀，在進行大型物體3D打印作業時，多臺SiSpis蜘蛛機器人將協同作戰，完成打印任務。詳見本站發表的西門子的蜘蛛機器人3D打印機。

　　機械臂更廣泛的用于3D打印領域

　　自動化領域著名的制造商ABB和KUKA都已跨界到3D打印領域， 通過集成3D打印設備，機械臂可承擔制造大型復雜零部件或建筑結構的任務，例如：Stratasys公司將3D打印熔融擠出頭集成在KUKA機械臂上，完成大型碳纖維零部件的3D打印;Viridis3D 公司通過集成了3D打印機的ABB機械臂和自動化傳送帶，完成砂模的批量化生產。

　　趨勢2：30%的骨科植入物是在醫院內部或就近3D打印的

　　植入物是植入人體的醫療器械，由于不同人體之間存在著差異，個性化定制的植入物與標準產品相比將帶來更精準的治療效果，3D打印在個性化小批量產品生產領域具有優勢，因此而日益受到植入物制造領域的重視。

　　未來植入物將不單純依賴于醫療器械工廠的大規模生產，還可以在醫院內部或附近的實現快速3D打印。不過植入物在投入使用之前還需經過嚴格的消毒、測試和審批，按需生產的定制化植入物也不例外，雖然3D打印技術制造小批量定制化植入物的時間很短，但是這些后續的流程周期很長，如何加速這些流程是實現定制化植入物就近快速生產所需要解決的問題，Gartner認為這個問題在未來三年將得到改善。

　　小編在進行骨科植入物市場的研究過程中感受到了3D打印技術在植入物制造中的應用逐漸普及和深入的趨勢，一方面從應用的角度上來看，3D打印技術已滲透到髖關節、膝關節、頜面、胸骨、脊柱、足踝植入物等多個領域，另一方面食品藥品監督管理機構對3D打印植入物的審批正在加速，美國FDA已批準了85個3D打印植入物進入市場。

　　趨勢3：3D打印技術的應用將使新產品推出市場的時間縮短25%

　　3D打印技術為企業的新產品研發工作，帶來快速及低成本的產品原型制造、小批量試制解決方案。因引入3D打印技術而使新產品研發受益的企業不僅包括對交貨期極為苛刻的航空制造企業，例如GKN 航空(詳見揭秘GKN的增材制造布局)，還包括依靠創新技術和新產品推出速度立足于市場的創業型企業，如Nano-Racing無人機創業團隊和Alta Motor電動摩托車團隊。

　　趨勢4：75%的制造企業將使用3D打印的工具

　　3D打印將作為傳統制造技術的補充，逐漸成為大多數制造企業所倚重的技術，這種補充作用主要體現在兩個方面，一個方面是直接制造傳統技術難以實現的復雜產品或小批量產品，另一方面則是制造傳統制造技術所需要的模具、刀具、夾具。

　　模具是工業之母，廣泛用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。幾乎所有的3D打印技術都可以在模具領域中找到應用的切入點，其中比較典型的是SLM 3D打印技術在注塑模具隨形冷卻通道制造中的應用。

　　對于模具制造商來說，由于模具的質量直接決定了注塑生產效率，并決定產品質量，從而決定產品附加值。在最小周期時間內高效冷卻塑料產品對提高注塑生產效率、提升注塑產品的附加值有積極的影響，而模具冷卻通道的設計與制造在其中扮演了重要角色，SLM 3D打印技術為模具冷卻通道的設計和制造帶來更高自由度，通過該技術制造的隨形冷卻通道更靠近模具的冷卻表面，并具有平滑的角落，更快的流量，增加熱量轉移到冷卻液的效率。

　　3D打印技術在模具制造中的主要應用還包括快速制造鑄造砂模和熔模母模，詳見本站發布的3D打印模具的應用、趨勢、供應鏈白皮書。

　　刀具是機械加工技術中所必需的工具，許多非標刀具槽型復雜，制造難度大、交貨周期長、制造成本高，目前部分刀具制造商已嘗試性的探索使用金屬3D打印技術制造復雜的非標刀，詳見高邁特生產非標刀具的新途徑。

　　在機床上或生產線上裝夾工件的非標夾具也可以通過3D打印技術進行快速制造，無論是像雄克這樣的專業夾具制造商，還是像沃爾沃發動機廠這樣的制造業用戶都已開始使用3D打印技術來制造夾具，據了解，沃爾沃法國發動機工廠使用Stratasys 的3D打印系統制造非標夾具，制造周期縮短了94%，制造成本也顯著降低，3D打印在制造非標夾具領域所帶來的價值將推動更多制造企業使用3D打印的夾具。