3D打印与数字制造,在疫情中走向主流

3D打印快讯
2020
07/13
13:07
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来源:腾讯

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在本次新冠肺炎疫情中,除了显性逆势增长的云计算板块外,还有一个在疫情中隐性爆发的板块就是3D打印。2020年6月25日,宝马启动了投资1500万欧元的慕尼黑增材制造园区,该园区将3D原型打印与系列零部件制造集成到一起,还启动了新的3D打印技术研究以及全球无模具生产培训,进而奠定宝马集团在汽车行业增材制造技术的领先地位。在2019年,宝马就用3D打印技术生产了30万个汽车零部件。

2020年4月,另一家在3D打印和增材制造领域大力投入的汽车企业大众汽车则利用自己的3D打印能力为西班牙生产制造防护面罩的塑料支架。此前,大众汽车已经与GKN和惠普公司合作,利用惠普的3D金属打印技术与GKN的增材制造材料与制造能力,为大众汽车生产3D打印汽车零部件。除了大众汽车外,还有更多的公司在疫情期间利用各自的3D打印能力生产了呼吸机适配器、鼻咽拭子、防护面罩、口罩等抗疫所需的医护用品。

疫情期间,甚至还有企业利用3D打印技术生产制造了隔离屋。盈创建筑科技(上海)有限公司就在6月宣布15套“3D打印隔离屋”将经过一个月的远洋运输,抵达巴基斯坦首都伊斯兰堡,用于当地新冠肺炎救治工作。盈创公司的3D打印建筑可日均打印100套隔离屋。而捐助巴基斯坦隔离屋,内部装饰一体打印,水电、门窗均安装完毕,抵达伊斯兰堡后仅需吊装、连接水电,便可投入使用。

实际上,3D打印技术已经在近年日臻成熟,以惠普为代表的3D打印产品和技术公司已经推出了可工业化应用的3D打印机以及金属、塑料等多种材质。在疫情期间,全球供应链和正常的生产制造遭遇中断,而此前积累的3D打印能力则成为了全社会共享的数字制造能力。这次疫情,让3D打印和数字制造全面走向主流。

稳步增长的3D打印市场


通常认为,全球制造业市场高达12万亿美元。而在这样一个传统的市场中,一直缺乏根本性的颠覆技术,一直到出现成熟的工业级塑料和金属3D打印机。从Gartner的新兴技术炒作曲线看,2015年是3D打印技术出现在该曲线上的最后一年。到了2016年,企业级3D打印和消费级3D打印技术已经从Gartner新兴技术炒作曲线上消失,意味着3D打印技术从整体上已经开始融入生产与生活。

在Wohler Report 2020中,全球3D打印成品零部件市场花费从2016年7.5亿美元到2019年15亿美元,成长了超过一倍。Wohler Report是全球增材制造和3D打印市场的年度调查报告,迄今已经走过了25个年头。2019年,Wohler Report观察到了创纪录的129家3D打印和增材制造服务商、114家工业增材制造系统制造商、40家第三方材料与桌面3D打印机制造商。同时,Wohler Report还记录了全球139个学术与研究机构的活动。

普华永道在2017年发布《全球制造业新格局:按需生产模式方兴未艾》中提及:在下一轮制造业革命中,3D打印、机器人等科技将改变工厂生产的方式,而企业也将重新考虑其产品以及生产基地;小批量、高度个性化的产品将在流水线完成组装,产品之精良就好比高科技版的传统手工艺品。

当小规模、多类别的生产场景出现在世界各地时,对制造业的要求就不仅仅是在技术上单纯能够应对,还需要通过更快的速度实现产品的交付。因此,本地化的生产模式或许会在未来成为更多制造业企业的“标配”——直接从本地经销商合作获取必要材料,听取本地客户意见,实现快速的产品交付,用新的技术打造本地化的独一无二的产品。

相比传统制造业“多就是好”的生产策略,以及大规模集约化的生产流程,未来制造业需要通过更丰富的手段收集信息,与客户保持密切沟通以及时了解客户需求,同时也要适应小规模、个性化的生产场景,大数据、物联网以及3D打印技术的出现,这些都提醒当下的制造业企业,需要通过这些新技术进行数字化转型。

数字制造:共享制造网络

在本次疫情中,各国企业将自己过去积累的3D打印设备和能力,都及时转向生产抗击疫情所需要的各种设备,形成了一个虚拟的共享数字制造网络,不仅及时满足了各国对于防护用品和医疗设备的紧急需求,也提醒了各国政府和公共机构对于建立本国、本地区数字制造能力和数字制造基地的重要性——不仅仅是对传统制造的补充和部分替代,更是应对各种“黑天鹅”事件的应急手段甚至是保障生存的“底牌”。

惠普公司作为全球最大的3D工业打印系统制造商,在今年3月的时候就将超过1000个3D打印部件交付给各地医院。惠普在西班牙巴塞罗那、俄勒冈州科瓦利斯、加州圣地亚哥和华盛顿州温哥华的3D研发中心与世界各地合作伙伴协同合作,经过验证并最终确定用于工业生产的应用包括面罩、面罩调节器、鼻拭子、免提开门器和呼吸器部件等。

空客公司位于西班牙的员工利用空客在西班牙多个基地的20余台3D打印机以及员工自己的个人3D打印机,在今年4月紧急生产制造防护面罩支架,可在一天内生产300个面罩支架,用于支援西班牙的抗击疫情需求。空客位于德国和法国的基地,也采用3D打印技术支援西班牙的医护人员。今年3月,欧盟发布了一则通告,寻求具备3D打印能力的公司的帮助。随即,来自汽车、航空航天、体育用品等行业的超过190家公司申请了提供援助。

在中国,航天科技集团五院529厂将制造卫星、飞船、探测器等航天器的3D打印技术运用到医用护目镜镜框生产上。面对疫情造成的人力和物资阻隔,管理人员通过工业互联网协同创新平台远程实时监控数据、跟踪设备、预测故障,一大批护目镜框迅速生产并交付组装,送往抗疫一线。而中国航天科工集团增材制造技术创新中心积极参与“全球协同3D打印呼吸阀·驰援意大利”活动,将3D打印的呼吸阀捐赠转运至意大利医院。

在本次全球新冠肺炎疫情期间,3D打印的意外“走红”,各个企业和机构在此之前所储备的3D打印和增材制造能力,纷纷在疫情期间转向生产医护用品,充分了显示了3D打印和数字制造的敏捷应变能力。在传统制造无法及时响应或在重大自然灾害中出现中断时,3D打印与增材制造就显现出了重大的社会意义。

无疑,3D打印和增材制造在本次疫情之前就已经走向成熟的工业化应用,而在本次疫情中所表现出来的全球共享制造协同效应,让3D打印与数字制造进入了各国政府与公共机构的主流视野。在制造集群基地配置一定的3D打印能力,不仅是对传统制造的有益补充,更是应对未来公共卫生事件以及自然灾害的重要应急手段。(文/宁川)



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