3D打印顛覆全球制造業(yè)的七個(gè)途徑

3D打印生產(chǎn)仍然處于伊始階段，但這是大勢(shì)所趨。仔細(xì)看看，你將發(fā)現(xiàn)這種歷史性轉(zhuǎn)變已經(jīng)在大踏步進(jìn)行的很多跡象。

　　在過去十年里，3D打印成為制造商們的試驗(yàn)場(chǎng)，商業(yè)應(yīng)用僅限于原型制造。但現(xiàn)在，工業(yè)級(jí)3D打印已經(jīng)達(dá)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即將成為主流，并引發(fā)一場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變革。

　　終端功能部件的3D打印生產(chǎn)已經(jīng)是發(fā)展最迅速的制造領(lǐng)域之一。2014年，普華永道(PwC)的一項(xiàng)調(diào)查顯示，11%的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)轉(zhuǎn)而量產(chǎn)3D打印的部件或產(chǎn)品。隨著成本的持續(xù)下降和質(zhì)量的提升，不可能把這個(gè)怪物塞回瓶子里。

　　據(jù)我們所知，以下是3D打印生產(chǎn)正在顛覆制造業(yè)的七個(gè)方式。

　　1.真正快速的原型制造。近二十年來，3D打印被用來把新部件或產(chǎn)品設(shè)計(jì)變成實(shí)物。這個(gè)過程常常被稱為快速原型制造，但往往并不快，服務(wù)提供商經(jīng)常需要一周或更多時(shí)間才能交付一件產(chǎn)品。但近期在自動(dòng)化方面的突破和UPS等全球性快遞公司的介入已經(jīng)改變了一切，在某些情況下實(shí)現(xiàn)了當(dāng)日生產(chǎn)和發(fā)貨。這些變化正在劇烈打破設(shè)計(jì)循環(huán)。在原型制造階段經(jīng)過三四次設(shè)計(jì)修改原本耗時(shí)一個(gè)月，但現(xiàn)在只需要一周。產(chǎn)品更快地進(jìn)入市場(chǎng)，企業(yè)節(jié)省了大量的時(shí)間和金錢。

　　2. 快速的設(shè)計(jì)迭代(實(shí)體產(chǎn)品的A/B測(cè)試).3D打印已經(jīng)從原型制造擴(kuò)大到第一輪生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了真正的市場(chǎng)測(cè)試和快速的設(shè)計(jì)迭代。以福特(Ford)為例。在該公司的大部分歷史中，如果工程師想測(cè)試一款原型發(fā)動(dòng)機(jī)，他們就必須做出全新的模具。這個(gè)過程通常需要6個(gè)月時(shí)間，花費(fèi)數(shù)十萬美元?，F(xiàn)在，福特可以用3D打印來生產(chǎn)模具，只需要4天，成本僅為4,000美元?？紤]到時(shí)間和成本的大幅減少，福特最近決定不是為一款新車制造一款原型發(fā)動(dòng)機(jī)，而是同時(shí)測(cè)試多款原型發(fā)動(dòng)機(jī)。工程師們不再受到舊時(shí)工業(yè)過程的限制，能夠探索數(shù)十種設(shè)計(jì)變動(dòng)并進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

　　3D打印生產(chǎn)所取得的進(jìn)步最終將模糊原型和產(chǎn)品之間的界線。小公司將因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)而受益匪淺，不需要付出巨大的庫存費(fèi)用就可以推出創(chuàng)新產(chǎn)品。工業(yè)部件甚至消費(fèi)品的多個(gè)版本可以在市場(chǎng)這個(gè)最終的焦點(diǎn)群體中接受使用測(cè)試。在數(shù)字世界里進(jìn)行的A/B測(cè)試現(xiàn)在可以在現(xiàn)實(shí)世界里進(jìn)行。

　　3. 小批量生產(chǎn)。按照傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程，在單個(gè)終端部件投入生產(chǎn)之前，企業(yè)必須做出工具或模具。如果模具需要5萬美元，每生產(chǎn)一個(gè)部件需要0.5美元，那么第一個(gè)部件的成本高達(dá)50,000.5美元！如果生產(chǎn)數(shù)百萬個(gè)部件，那么這個(gè)問題就會(huì)迎刃而解，但如果你只生產(chǎn)500個(gè)呢？3D打印沒有任何生產(chǎn)準(zhǔn)備成本。現(xiàn)在，對(duì)于1,000件以下的小批量生產(chǎn)，大多數(shù)公司都會(huì)把3D打印視為節(jié)省成本的替代方法?？爝M(jìn)到必然發(fā)生和不那么遙遠(yuǎn)的未來，當(dāng)3D打印生產(chǎn)的代價(jià)下降95%或更多之時(shí)，“中國制造”標(biāo)簽將成為收藏家的物品。

　　4. 大規(guī)模定制。以前，如果你想換掉你的膝蓋，護(hù)士會(huì)拿著一個(gè)盒子直接走進(jìn)手術(shù)室，醫(yī)生會(huì)從五個(gè)可能的膝蓋設(shè)計(jì)中挑選出他認(rèn)為與你的膝蓋最相像的那一個(gè)。如今，你的膝蓋會(huì)被掃描，然后打印出一個(gè)完美的復(fù)制品，準(zhǔn)備用于隨后的手術(shù)。這就是大規(guī)模定制的一個(gè)例子。大規(guī)模定制是指大量生產(chǎn)一種產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品都是定制的。隱適美(Invisalign)已經(jīng)建立了一項(xiàng)幾百萬美元的業(yè)務(wù)，用3D打印來生產(chǎn)牙齒矯正設(shè)備，每個(gè)矯正設(shè)備都是完全定制的。定制帶來了溢價(jià)(就像星巴克脫脂摩卡拿鐵星冰樂vinni vicci)。我交談過的幾乎每家公司都在探索如何利用產(chǎn)品定制來更好地服務(wù)客戶和提高利潤。

　　5. 虛擬庫存。制造企業(yè)在生產(chǎn)一款新產(chǎn)品時(shí)，通常也會(huì)生產(chǎn)大量的零部件備用，以便滿足10年或更長(zhǎng)時(shí)間的需求。但持有庫存的代價(jià)很高。成本包括生產(chǎn)庫存的費(fèi)用、損失(零部件丟失或被偷)、廢棄、倉儲(chǔ)費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、跟蹤和分配。你公司的倉儲(chǔ)費(fèi)是多少？每年有多少次需要那些零部件？為什么不按需打印呢？依靠3D打印生產(chǎn)，你可以在你需要的時(shí)間和地點(diǎn)生產(chǎn)你需要的東西。虛擬庫存能夠幫助每一家使用制造品的公司提高效率。隨著虛擬庫存成為主流，全球各地的庫存將很快大幅減少。

　　6. 零部件長(zhǎng)尾。3D打印不僅顛覆了形成多年庫存的最初幾個(gè)生產(chǎn)階段，還從根本上改變了企業(yè)對(duì)產(chǎn)品生命周期結(jié)束的看法。現(xiàn)在，一臺(tái)使用了10年、機(jī)械運(yùn)行正常但少了兩個(gè)架子或者一根密封條的冰箱很可能被當(dāng)成廢品處理。在服務(wù)了10年之后，為這款冰箱生產(chǎn)的所有零部件都已耗盡。制造商會(huì)認(rèn)為這款產(chǎn)品“已死”，不再提供維修服務(wù)。但依靠3D打印生產(chǎn)，你現(xiàn)在擁有了“零部件長(zhǎng)尾”。只要保留數(shù)字設(shè)計(jì)文件，你就能在需要時(shí)打印任何零部件。仍然有用的老產(chǎn)品不會(huì)變成廢品，它們的生命期不會(huì)因?yàn)榇笠?guī)模生產(chǎn)的限制而被預(yù)先決定。“長(zhǎng)尾”從根本上改變了設(shè)計(jì)者和工程師思考和安排產(chǎn)品存續(xù)的方式。

　　7. 生產(chǎn)創(chuàng)新復(fù)興。3D打印的進(jìn)入門檻更低，并且使更為復(fù)雜和有用的物體成為可能，這為產(chǎn)品創(chuàng)新開啟了一個(gè)新時(shí)代。設(shè)計(jì)可能性的大量涌現(xiàn)最終將促使現(xiàn)有公司反思他們手中的幾乎所有產(chǎn)品。企業(yè)已經(jīng)在將傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式替換成3D打印生產(chǎn)，以便利用其出色的設(shè)計(jì)能力和靈活的生產(chǎn)安排。通用電氣(GE)正在使用3D金屬打印機(jī)來為噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)完全重新設(shè)計(jì)的燃料噴射系統(tǒng)，將零部件數(shù)量從21個(gè)減少到1個(gè)，并包含了其他任何生產(chǎn)方法都不可能做出來的幾何形狀，從而極大地提高了效率。隨著企業(yè)從重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有產(chǎn)品擴(kuò)大到創(chuàng)造如今不可想象的新產(chǎn)品，這種創(chuàng)新復(fù)興只會(huì)越來越快。

　　我們正處于歷史上的一個(gè)關(guān)鍵拐點(diǎn)。增長(zhǎng)和創(chuàng)新的可能性是無窮的，企業(yè)已經(jīng)開始接納現(xiàn)今的各種可能性。但目前3D打印之于生產(chǎn)就如同1994年電子郵件之于互聯(lián)網(wǎng)+。后者是新技術(shù)帶來驚人效用的例子，但也僅僅是全面變革的冰山一角。