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       关于3D打印与产业化应用的结合，曾经做过一个深度的思考与讨论：如今的3D打印技术发展程度，在技术层面上速度远超我们的想像，具备了在很多应用层面颠覆的潜能，而在经济性的层面上发展的到底如何呢？拿汽车产业来说，3D打印目前无疑在100万-200万价位的车型上展开了产业化的应用，那么这样的发展趋势将在什么样的时间节点发展到50万价位的车型？当发展到20万-30万价位的车型的时候，占据主流的3D打印技术又将是哪一种类别的技术？

       面对即将来到的2020年，相信这是界定3D打印发展分水岭的一年，能在未来5年内跑赢市场的应用点，将实现由“点”及“面”，从一个角落瞬间“掀起”，“跳跃”起来，塑造变化的大局。为此，我们必须留意那些“蠢蠢欲动”的点，培养对趋势的直觉与敏锐度，提前布局与准备，才不会在未来已来的明天陷入被动。正如《暗知识》一书提到的”预测未来永远有风险，但可以促使自己深入思考，也能引起有质量的讨论。“本期，与网友通过惠普对2020年3D打印和数字制造的预测，来一起进行一场深入的思考。

Fraunhofer IPT研究所开发的金属丝激光沉积技术，材料利用率可达100%

 遇见未来

2020年3D打印和数字制造的预测是：

1）自动化组装将在工厂现场蓬勃发展

     随着工业无缝集成多零件装配，包括3D打印金属和塑料零件的组合，自动化装配将到来。由于诸如加工温度等因素，目前还没有一种超级3D打印机可以一站式完成所有工作，例如打印金属和塑料不同材料零件。但是，随着自动化程度的提高，3D打印行业中存在着一种更加自动化的装配设置的愿景，即可以同时对金属和塑料材料进行零件生产。

   例如，通过使制造商能够将金属材料3D打印到塑料零件中，制造耐磨并传递电能的零件，甚至将导体或电机制造到塑料零件中，这可以使汽车行业受益。

2）将数字信息编码为3D打印纹理

     目前能够使用3D打印技术将数字信息编码到表面纹理中，从而提供比序列号更丰富的数据有效负载。这是一种公开或秘密地标记零件的方法，这样人和机器都可以根据凸块的形状或方向读取这些信息。例如，3D打印数百个序列号的副本在零件的表面上，这样这些数据信息既隐藏又普遍可见。随着跟踪零件和数据系统的能力变得越来越重要，这一点将继续增长。

3）可持续生产将继续成为当务之急

    传统的制造工艺在设计时很少考虑到对环境的影响。然而这些行为持续下去，对地球的影响可能会非常巨大，因为近三分之一的碳排放与产品的生产和物流有关。

    3D打印将使制造业产生更少的废物，更少的库存和更少的CO2排放。工程师和设计师将重新思考产品整个生命周期中的设计，以实现零件的结构一体化，并通过复杂的几何形状生产轻质零件来减少材料消耗并减少浪费，这进一步减轻了车辆和飞机的重量，提高燃油效率，从而减少温室气体排放和能源消耗。

      并且，随着越来越多的制造商将数字文件传输到本地生产而不是在遥远的地方生产完成再通过运输货物来进行交付，运输将大大减少，从而进一步降低成本、能耗、浪费和排放。

4）培养3D思维的教育需求将增加

       高等教育正处于十字路口，面临着竞争，不断变化的人口结构以及为学生的未来工作做好充分准备的挑战，高等教育需要的是彻底的思维转变，为工业4.0做准备。

Fraunhofer 孵化的可用于教育行业的设备

     大学和培训计划将越来越多地建立一套新的思维过程，以将学生从旧思想中解放出来，并使他们能够利用未来的技术，例如3D打印和数字制造。随着教育工作者利用新的软件设计工具，在3D打印中采用创新的课程并建立新的增材制造学位课程，学生将更有能力利用3D打印技术，仅在未来10年内将创造的数百万个就业机会。

5）大规模定制将推动鞋类，眼镜和牙科的新增长

      随着鞋类、眼镜和牙科正畸应用迅速采用3D打印技术，这将推动数字制造业的增长和采用。鞋类有巨大的应用空间，这对于3D打印行业来说是非常有利可图的。据SmartTech称，鞋类3D打印将在未来10年内增加到63亿美元的总收入机会。

      鉴于3D打印带来的定制功能具有很多价值，因此正畸和眼镜行业也正出现与此增长机会相吻合的发展态势。举例说明：颠覆者SmileDirectClub正在通过数字化改造价值120亿美元的正畸行业。

6）3D打印将为车辆的电动化转型提供动力

      目前汽车行业经历了100多年来最大的转型，从内燃机转向电动汽车，汽车制造商越来越多地转向3D打印和数字制造，以帮助他们在变化的时代中竞争。随着电动汽车的普及，汽车制造商将继续释放金属和塑料3D打印技术赋能动态供应链的价值，以加快其设计和开发速度，实现宏伟的目标。例如，大众汽车承诺到2028年在全球生产超过2200万辆电动汽车。

     3D打印技术使得汽车制造商能够生产以前无法制造的汽车零件，从而将电动汽车甚至自动驾驶汽车的设计与制造能力推向新水平。

7）3D打印将推动优化新的供应链效率

      以数字方式交付事物并在本地生产事物的能力并非总是能胜出。归根结底，制造商必须分析在供应链中最有效的根源生产位置-无论是在最终用户附近还是在物料生产来源附近。节约库存和仓储成本是追求零部件通过增材制造来实现的重要推动力，大约25％的零件成本在仓储环节中。

此外，拿航空航天行业来说，一架飞机的服役时间长达数十年，在这种情况下，备品备件的保有是耗资巨大的负担，尤其是对于有些已经不在生产的飞机机型来说，由于飞机还在服役，仍然要制造和维持数目庞大的备品备件是一件严重浪费资源的事情。

减少材料浪费，减少废旧零件，降低物流带来的碳足迹，3D打印从供应链角度为人类与地球的可持续发展带来了新的空间。

8）软件将把数字制造的边界推向新的高度

      2020年，将缩小3D打印技术数字制造硬件的功能与软件生态系统所支持的能力之间的差距。软件和数据管理的进步将改善系统管理和零件质量，从而带来更好的应用成果，行业内的企业正在创建API挂钩，为用户和合作伙伴构建一个灵活的生态系统，制造商将能够利用个性化的生物识别数据进行大规模定制，释放新价值，包括通过供应链进行零件的可追溯性，虚拟库存和备件管理，并实现更接近最终客户的分布式制造。

      正如惠普的趋势报告所指出的那样，数字制造将通过解锁新的和扩展的软件、数据、服务和工业生产解决方案，从而提供用户理想的设计，这些解决方案可提供更多的变革性体验，并颠覆传统产业。