增材制造是一個充滿希望的行業(yè)，但仍然有不少人對此表示懷疑。另外一方面，行業(yè)頭部企業(yè)對于增材制造公司是否真正實現(xiàn)盈利，以及“規(guī)模化”對增材制造意味著什么，有著深刻和不一樣的見解。在2024 年，我們可能將看到更多的產(chǎn)品通過3D 打印實現(xiàn)。因此，2024 年3D 打印行業(yè)的趨勢是可實現(xiàn)的承諾和行業(yè)重組的不確定性。

　　兌現(xiàn)承諾

　　未來最大的趨勢，當然，這已經(jīng)不是這個行業(yè)第一次寫下這樣的希望了——就是增材制造的承諾將會實現(xiàn)。這些承諾有很多，歸結(jié)為幾個大的方面：不受設(shè)計限制（即復雜性設(shè)計）；減少浪費（可持續(xù)性）；更快地從原型到最終產(chǎn)品（更快地上市）；本地化生產(chǎn)（按需生產(chǎn)）。

　　釋放設(shè)計潛力

　　3D 打印技術(shù)的主要賣點之一是消除傳統(tǒng)制造在設(shè)計/幾何復雜性方面的限制，這通常被稱為“設(shè)計自由”。只需一次構(gòu)建，就能創(chuàng)造出全新和復雜的零件形狀，而這只有在3D 打印的逐層過程中才能實現(xiàn)，無需模具和銑削。

　　增材制造設(shè)計（DfAM）已經(jīng)成為一門新興學科。CAD作品是專門為特定3D 打印技術(shù)而設(shè)計的，以最大限度地發(fā)揮生產(chǎn)能力。無論是使用粉末床熔融（PBF）還是熔融長絲制造（FFF）工藝，都會影響設(shè)計的制作方式，從支撐到后處理再到最終產(chǎn)品。設(shè)計自由作為一種可擴展的生產(chǎn)現(xiàn)實，是2024 年行業(yè)的發(fā)展方向。新的一年里，增材制造技術(shù)的核心將是生產(chǎn)。復雜的原型已成為現(xiàn)實并縮短了設(shè)計周期。不過長期以來，增材制造在大規(guī)模制造方面一直處于劣勢，雖然目前還無法取代注塑成型，但在目標領(lǐng)域的終端生產(chǎn)卻在不斷增加。

　　可持續(xù)發(fā)展

　　減少浪費、降低耗材和能耗、報廢后可回收利用、碳中和，在制造業(yè)中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃的途徑有很多。在增材制造領(lǐng)域，惠普等公司非常關(guān)注可持續(xù)發(fā)展舉措?；萜諅€性化和3D 打印部纖維基可持續(xù)包裝全球主管Mariona Company 在一篇獨家評論中解釋道：可持續(xù)發(fā)展并不是一個新趨勢，盡管全球75% 的公司已對可持續(xù)包裝做出承諾，但只有不到30% 的公司為實現(xiàn)目標做好了充分準備。改變現(xiàn)有的包裝方式，摒棄難以回收和有害的材料，是推進可持續(xù)影響的有效途徑，有助于公司履行承諾，滿足消費者對更環(huán)保產(chǎn)品的期望，并遵守越來越多的全球法規(guī)。為了真正實現(xiàn)可持續(xù)制造，產(chǎn)品設(shè)計必須從一開始就考慮到對環(huán)境的影響。3D 打印技術(shù)能夠創(chuàng)造循環(huán)經(jīng)濟，加快設(shè)計創(chuàng)新和優(yōu)化，因此是數(shù)字化制造趨勢的關(guān)鍵推動因素，以實現(xiàn)更可持續(xù)的未來。

　　更快上市

　　增材制造技術(shù)最初被稱為快速原型技術(shù)。更快的原型意味著更快的最終產(chǎn)品，這仍然是3D 打印價值主張的一個主要點。不過，在最終產(chǎn)品、橋梁生產(chǎn)和備件供應(yīng)方面，更多的終端應(yīng)用正在市場上推廣。隨著3D 打印技術(shù)響應(yīng)市場需求的號召，上市時間意味著新的設(shè)計和通過更快部署備件和更換零件，減少停機時間。

　　雖然3D 打印的這一承諾從一開始就在某些方面得到了實現(xiàn)，提供了更快進入市場的途徑，但2024 年3D 打印行業(yè)將推陳出新。更多的應(yīng)用、更多的可用性、更多的客戶認知度和更多的材料組合將擴大產(chǎn)品上市時間的范圍，應(yīng)用范圍也將進一步擴大。

　　按需生產(chǎn)

　　近十年前，NASA 通過電子郵件向太空發(fā)送“扳手”的新聞標題吸引了全世界的目光。這則標題及其啟示凸顯了按需生產(chǎn)的魅力：隨時隨地獲得你想要的東西。在地球上，這一承諾正通過增材制造技術(shù)實現(xiàn)。表面上看，使用相同材料和相同設(shè)備的生產(chǎn)設(shè)施，可以在不同地點用相同文件制造出完全相同的零件。

　　這在今天已經(jīng)成為現(xiàn)實，而且隨著采用率的提高而變得越來越引人注目。新加坡的工程師可以通過電子郵件將文件發(fā)送給迪拜的同事，然后與硅谷的同事共享，每個人都可以在團隊聊天室中舉起相同的成品部件。這是一個正在走向成熟的承諾，因為它已經(jīng)顯現(xiàn)出來。

　　增材制造的前景

　　“增材制造技術(shù)的新發(fā)展所產(chǎn)生的影響幾乎不可能一觸即發(fā)，”ASTM 國際組織旗下Wohlers Associates 公司咨詢服務(wù)和市場情報主管Terry Wohlers 說，“大多數(shù)技術(shù)都需要多年的發(fā)展和成熟才能完全實現(xiàn)商業(yè)化。”

　　Wohlers 預計，2024 年將看到越來越多的公司考慮如何以數(shù)字化方式創(chuàng)建和存儲庫存，然后按需生產(chǎn)以支持半定制設(shè)計和制造。Wohlers 認為：由于前期成本和投資回報率的不確定性，在未來一年內(nèi)成功將其付諸實踐的企業(yè)相對較少。

　　企業(yè)將更加重視增材制造的碳足跡影響。由于在生產(chǎn)過程中使用了更少的材料并節(jié)省了更多能源，許多人將發(fā)現(xiàn)可持續(xù)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本更低。增材制造的新應(yīng)用和發(fā)展令人感興趣，包括醫(yī)學、活體組織、時裝設(shè)計和家具的3D 打印。

　　它們顯示了增材制造在工業(yè)應(yīng)用之外也有足夠廣度和前景。雖然這些應(yīng)用在2024 年都不會有大的發(fā)展，但它們都值得關(guān)注。Wohler 補充說：它們可能會引發(fā)新的想法，并在未來產(chǎn)生重大影響。

　　利用增材制造技術(shù)應(yīng)對供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)

　　Forrester 公司副總裁兼首席分析師Paul Miller 認為，在制造商試圖實現(xiàn)離岸、近岸和在岸制造能力之間的適當平衡過程中，增材制造將發(fā)揮作用。他談到：制造商不太可能把所有工廠從低成本的離岸中心轉(zhuǎn)移到離客戶更近、成本更高的地方，但增材制造有時會提供一種具有成本效益的方式，在非常接近客戶需求點生產(chǎn)某些零部件。

　　Markforged 公司首席執(zhí)行官Shai Terem 認為，制造業(yè)與共享經(jīng)濟的交叉可能會重新定義傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，并以點對點模式重塑工業(yè)格局。保持大量的實物庫存會將資金束縛在可能多年無人問津的零部件上。將零件轉(zhuǎn)化為協(xié)作生產(chǎn)中心的能力，將為未來分布式制造鋪平道路。這包括將3D 打印與數(shù)字化平臺相結(jié)合，允許在需要的時間和地點上傳和打印零部件，而無需提前制造、運輸和存儲，直到需要時才進行打印。

　　有些制造商正在建設(shè)增材制造中心，這將有助于他們進行原型設(shè)計，同時也能讓他們考慮如何將增材制造技術(shù)應(yīng)用到實際制造流程中。Markforged 公司戰(zhàn)略應(yīng)用工程高級經(jīng)理Tripp Burd 也認為，2024 年將會有越來越多的車間安裝3D打印機。

　　通過使制造商和原始設(shè)備制造商能夠按需生產(chǎn)精密部件并減少對傳統(tǒng)制造方法的依賴，這些先進的解決方案將成為應(yīng)對供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)的重要工具。Burd 說：這些創(chuàng)新方法在工廠車間的融合對生產(chǎn)效率，以及確保在瞬息萬變的工業(yè)環(huán)境中所需的適應(yīng)性至關(guān)重要。

　　增材技術(shù)的預期進展

　　最后，軟件開發(fā)而非硬件突破很可能將決定2024 年增材制造技術(shù)的進步?；萜展緜€性化與3D 打印市場推廣全球主管Dave Prezzano 表示：人工智能等新興技術(shù)正被用來實現(xiàn)增材制造流程的自動化，包括消除3D 打印設(shè)計流程的準入門檻，以及將更多超個性化和可持續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計帶入生活。

　　“需要改變的技術(shù)是在工藝中加入更多的自動化和人工智能。隨著這些技術(shù)變得更加智能，增材制造為各行各業(yè)批量生產(chǎn)零部件的能力將不斷增強，”Stratasys 首席工業(yè)業(yè)務(wù)官Rich Garrity 說，“我們?nèi)ツ耆〉昧碎L足進步，但需要在2024 年繼續(xù)保持這一勢頭。新材料的開發(fā)也將快速推進，改善現(xiàn)有應(yīng)用并實現(xiàn)新型產(chǎn)品。”

　　“多材料（3D 打?。┘夹g(shù)的進步將為各行各業(yè)帶來更多的功能性和美學用途。例如，擴大使用增強塑料和金屬的復合材料增材制造，以生產(chǎn)具有卓越機械性能的終端零件，適用于結(jié)構(gòu)性和承重應(yīng)用。”EOS 北美高級副總裁AndrewSnow 說。

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