關(guān)于3D打印與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的結(jié)合，曾經(jīng)做過一個(gè)深度的思考與討論：如今的3D打印技術(shù)發(fā)展程度，在技術(shù)層面上速度遠(yuǎn)超我們的想像，具備了在很多應(yīng)用層面顛覆的潛能，而在經(jīng)濟(jì)性的層面上發(fā)展的到底如何呢？拿汽車產(chǎn)業(yè)來說，3D打印目前無疑在100萬-200萬價(jià)位的車型上展開了產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，那么這樣的發(fā)展趨勢(shì)將在什么樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)發(fā)展到50萬價(jià)位的車型？當(dāng)發(fā)展到20萬-30萬價(jià)位的車型的時(shí)候，占據(jù)主流的3D打印技術(shù)又將是哪一種類別的技術(shù)？

面對(duì)即將來到的2020年，相信這是界定3D打印發(fā)展分水嶺的一年，能在未來5年內(nèi)跑贏市場(chǎng)的應(yīng)用點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)由“點(diǎn)”及“面”，從一個(gè)角落瞬間“掀起”，“跳躍”起來，塑造變化的大局。

為此，我們必須留意那些“蠢蠢欲動(dòng)”的點(diǎn)，培養(yǎng)對(duì)趨勢(shì)的直覺與敏銳度，提前布局與準(zhǔn)備，才不會(huì)在未來已來的明天陷入被動(dòng)。
正如《暗知識(shí)》一書提到的”預(yù)測(cè)未來永遠(yuǎn)有風(fēng)險(xiǎn)，但可以促使自己深入思考，也能引起有質(zhì)量的討論?！氨酒?，對(duì)2020年3D打印和數(shù)字制造的預(yù)測(cè)，來一起進(jìn)行一場(chǎng)深入的思考。

遇見未來

2020年3D打印和數(shù)字制造的預(yù)測(cè)是：

1）自動(dòng)化組裝將在工廠現(xiàn)場(chǎng)蓬勃發(fā)展

      隨著工業(yè)無縫集成多零件裝配，包括3D打印金屬和塑料零件的組合，自動(dòng)化裝配將到來。由于諸如加工溫度等因素，目前還沒有一種超級(jí)3D打印機(jī)可以一站式完成所有工作，例如打印金屬和塑料不同材料零件。但是，隨著自動(dòng)化程度的提高，3D打印行業(yè)中存在著一種更加自動(dòng)化的裝配設(shè)置的愿景，即可以同時(shí)對(duì)金屬和塑料材料進(jìn)行零件生產(chǎn)。
例如，通過使制造商能夠?qū)⒔饘俨牧?D打印到塑料零件中，制造耐磨并傳遞電能的零件，甚至將導(dǎo)體或電機(jī)制造到塑料零件中，這可以使汽車行業(yè)受益。

2）將數(shù)字信息編碼為3D打印紋理

      目前能夠使用3D打印技術(shù)將數(shù)字信息編碼到表面紋理中，從而提供比序列號(hào)更豐富的數(shù)據(jù)有效負(fù)載。這是一種公開或秘密地標(biāo)記零件的方法，這樣人和機(jī)器都可以根據(jù)凸塊的形狀或方向讀取這些信息。例如，3D打印數(shù)百個(gè)序列號(hào)的副本在零件的表面上，這樣這些數(shù)據(jù)信息既隱藏又普遍可見。隨著跟蹤零件和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的能力變得越來越重要，這一點(diǎn)將繼續(xù)增長(zhǎng)。

3）可持續(xù)生產(chǎn)將繼續(xù)成為當(dāng)務(wù)之急

      傳統(tǒng)的制造工藝在設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮到對(duì)環(huán)境的影響。然而這些行為持續(xù)下去，對(duì)地球的影響可能會(huì)非常巨大，因?yàn)榻种坏奶寂欧排c產(chǎn)品的生產(chǎn)和物流有關(guān)。
3D打印將使制造業(yè)產(chǎn)生更少的廢物，更少的庫(kù)存和更少的CO2排放。工程師和設(shè)計(jì)師將重新思考產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)一體化，并通過復(fù)雜的幾何形狀生產(chǎn)輕質(zhì)零件來減少材料消耗并減少浪費(fèi)，這進(jìn)一步減輕了車輛和飛機(jī)的重量，提高燃油效率，從而減少溫室氣體排放和能源消耗。
      并且，隨著越來越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣a(chǎn)而不是在遙遠(yuǎn)的地方生產(chǎn)完成再通過運(yùn)輸貨物來進(jìn)行交付，運(yùn)輸將大大減少，從而進(jìn)一步降低成本、能耗、浪費(fèi)和排放。

4）培養(yǎng)3D思維的教育需求將增加

      高等教育正處于十字路口，面臨著競(jìng)爭(zhēng)，不斷變化的人口結(jié)構(gòu)以及為學(xué)生的未來工作做好充分準(zhǔn)備的挑戰(zhàn)，高等教育需要的是徹底的思維轉(zhuǎn)變，為工業(yè)4.0做準(zhǔn)備。
大學(xué)和培訓(xùn)計(jì)劃將越來越多地建立一套新的思維過程，以將學(xué)生從舊思想中解放出來，并使他們能夠利用未來的技術(shù)，例如3D打印和數(shù)字制造。隨著教育工作者利用新的軟件設(shè)計(jì)工具，在3D打印中采用創(chuàng)新的課程并建立新的增材制造學(xué)位課程，學(xué)生將更有能力利用3D打印技術(shù)，僅在未來10年內(nèi)將創(chuàng)造的數(shù)百萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

5）大規(guī)模定制將推動(dòng)鞋類，眼鏡和牙科的新增長(zhǎng)

      隨著鞋類、眼鏡和牙科正畸應(yīng)用迅速采用3D打印技術(shù)，這將推動(dòng)數(shù)字制造業(yè)的增長(zhǎng)和采用。鞋類有巨大的應(yīng)用空間，這對(duì)于3D打印行業(yè)來說是非常有利可圖的。據(jù)SmartTech稱，鞋類3D打印將在未來10年內(nèi)增加到63億美元的總收入機(jī)會(huì)。
      鑒于3D打印帶來的定制功能具有很多價(jià)值，因此正畸和眼鏡行業(yè)也正出現(xiàn)與此增長(zhǎng)機(jī)會(huì)相吻合的發(fā)展態(tài)勢(shì)。舉例說明：顛覆者SmileDirectClub正在通過數(shù)字化改造價(jià)值120億美元的正畸行業(yè)。

6）3D打印將為車輛的電動(dòng)化轉(zhuǎn)型提供動(dòng)力

      目前汽車行業(yè)經(jīng)歷了100多年來最大的轉(zhuǎn)型，從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車，汽車制造商越來越多地轉(zhuǎn)向3D打印和數(shù)字制造，以幫助他們?cè)谧兓臅r(shí)代中競(jìng)爭(zhēng)。
隨著電動(dòng)汽車的普及，汽車制造商將繼續(xù)釋放金屬和塑料3D打印技術(shù)賦能動(dòng)態(tài)供應(yīng)鏈的價(jià)值，以加快其設(shè)計(jì)和開發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)宏偉的目標(biāo)。例如，大眾汽車承諾到2028年在全球生產(chǎn)超過2200萬輛電動(dòng)汽車。
      3D打印技術(shù)使得汽車制造商能夠生產(chǎn)以前無法制造的汽車零件，從而將電動(dòng)汽車甚至自動(dòng)駕駛汽車的設(shè)計(jì)與制造能力推向新水平。

7）3D打印將推動(dòng)優(yōu)化新的供應(yīng)鏈效率

      以數(shù)字方式交付事物并在本地生產(chǎn)事物的能力并非總是能勝出。歸根結(jié)底，制造商必須分析在供應(yīng)鏈中最有效的根源生產(chǎn)位置-無論是在最終用戶附近還是在物料生產(chǎn)來源附近。
節(jié)約庫(kù)存和倉(cāng)儲(chǔ)成本是追求零部件通過增材制造來實(shí)現(xiàn)的重要推動(dòng)力，大約25％的零件成本在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中。
      此外，根據(jù)市場(chǎng)觀察，拿航空航天行業(yè)來說，一架飛機(jī)的服役時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，在這種情況下，備品備件的保有是耗資巨大的負(fù)擔(dān)，尤其是對(duì)于有些已經(jīng)不在生產(chǎn)的飛機(jī)機(jī)型來說，由于飛機(jī)還在服役，仍然要制造和維持?jǐn)?shù)目龐大的備品備件是一件嚴(yán)重浪費(fèi)資源的事情。
減少材料浪費(fèi)，減少?gòu)U舊零件，降低物流帶來的碳足跡，3D打印從供應(yīng)鏈角度為人類與地球的可持續(xù)發(fā)展帶來了新的空間。

8）軟件將把數(shù)字制造的邊界推向新的高度

      2020年，將縮小3D打印技術(shù)數(shù)字制造硬件的功能與軟件生態(tài)系統(tǒng)所支持的能力之間的差距。軟件和數(shù)據(jù)管理的進(jìn)步將改善系統(tǒng)管理和零件質(zhì)量，從而帶來更好的應(yīng)用成果，行業(yè)內(nèi)的企業(yè)正在創(chuàng)建API掛鉤，為用戶和合作伙伴構(gòu)建一個(gè)靈活的生態(tài)系統(tǒng)，制造商將能夠利用個(gè)性化的生物識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模定制，釋放新價(jià)值，包括通過供應(yīng)鏈進(jìn)行零件的可追溯性，虛擬庫(kù)存和備件管理，并實(shí)現(xiàn)更接近最終客戶的分布式制造。

      正如惠普的趨勢(shì)報(bào)告所指出的那樣，數(shù)字制造將通過解鎖新的和擴(kuò)展的軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)和工業(yè)生產(chǎn)解決方案，從而提供用戶理想的設(shè)計(jì)，這些解決方案可提供更多的變革性體驗(yàn)，并顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

關(guān)于3D打印與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的結(jié)合，曾經(jīng)做過一個(gè)深度的思考與討論：如今的3D打印技術(shù)發(fā)展程度，在技術(shù)層面上速度遠(yuǎn)超我們的想像，具備了在很多應(yīng)用層面顛覆的潛能，而在經(jīng)濟(jì)性的層面上發(fā)展的到底如何呢？拿汽車產(chǎn)業(yè)來說，3D打印目前無疑在100萬-200萬價(jià)位的車型上展開了產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，那么這樣的發(fā)展趨勢(shì)將在什么樣的時(shí)間節(jié)點(diǎn)發(fā)展到50萬價(jià)位的車型？當(dāng)發(fā)展到20萬-30萬價(jià)位的車型的時(shí)候，占據(jù)主流的3D打印技術(shù)又將是哪一種類別的技術(shù)？

面對(duì)即將來到的2020年，相信這是界定3D打印發(fā)展分水嶺的一年，能在未來5年內(nèi)跑贏市場(chǎng)的應(yīng)用點(diǎn)，將實(shí)現(xiàn)由“點(diǎn)”及“面”，從一個(gè)角落瞬間“掀起”，“跳躍”起來，塑造變化的大局。

為此，我們必須留意那些“蠢蠢欲動(dòng)”的點(diǎn)，培養(yǎng)對(duì)趨勢(shì)的直覺與敏銳度，提前布局與準(zhǔn)備，才不會(huì)在未來已來的明天陷入被動(dòng)。
正如《暗知識(shí)》一書提到的”預(yù)測(cè)未來永遠(yuǎn)有風(fēng)險(xiǎn)，但可以促使自己深入思考，也能引起有質(zhì)量的討論?！氨酒?，對(duì)2020年3D打印和數(shù)字制造的預(yù)測(cè)，來一起進(jìn)行一場(chǎng)深入的思考。

遇見未來

2020年3D打印和數(shù)字制造的預(yù)測(cè)是：

1）自動(dòng)化組裝將在工廠現(xiàn)場(chǎng)蓬勃發(fā)展

      隨著工業(yè)無縫集成多零件裝配，包括3D打印金屬和塑料零件的組合，自動(dòng)化裝配將到來。由于諸如加工溫度等因素，目前還沒有一種超級(jí)3D打印機(jī)可以一站式完成所有工作，例如打印金屬和塑料不同材料零件。但是，隨著自動(dòng)化程度的提高，3D打印行業(yè)中存在著一種更加自動(dòng)化的裝配設(shè)置的愿景，即可以同時(shí)對(duì)金屬和塑料材料進(jìn)行零件生產(chǎn)。
例如，通過使制造商能夠?qū)⒔饘俨牧?D打印到塑料零件中，制造耐磨并傳遞電能的零件，甚至將導(dǎo)體或電機(jī)制造到塑料零件中，這可以使汽車行業(yè)受益。

2）將數(shù)字信息編碼為3D打印紋理

      目前能夠使用3D打印技術(shù)將數(shù)字信息編碼到表面紋理中，從而提供比序列號(hào)更豐富的數(shù)據(jù)有效負(fù)載。這是一種公開或秘密地標(biāo)記零件的方法，這樣人和機(jī)器都可以根據(jù)凸塊的形狀或方向讀取這些信息。例如，3D打印數(shù)百個(gè)序列號(hào)的副本在零件的表面上，這樣這些數(shù)據(jù)信息既隱藏又普遍可見。隨著跟蹤零件和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的能力變得越來越重要，這一點(diǎn)將繼續(xù)增長(zhǎng)。

3）可持續(xù)生產(chǎn)將繼續(xù)成為當(dāng)務(wù)之急

      傳統(tǒng)的制造工藝在設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮到對(duì)環(huán)境的影響。然而這些行為持續(xù)下去，對(duì)地球的影響可能會(huì)非常巨大，因?yàn)榻种坏奶寂欧排c產(chǎn)品的生產(chǎn)和物流有關(guān)。
3D打印將使制造業(yè)產(chǎn)生更少的廢物，更少的庫(kù)存和更少的CO2排放。工程師和設(shè)計(jì)師將重新思考產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)零件的結(jié)構(gòu)一體化，并通過復(fù)雜的幾何形狀生產(chǎn)輕質(zhì)零件來減少材料消耗并減少浪費(fèi)，這進(jìn)一步減輕了車輛和飛機(jī)的重量，提高燃油效率，從而減少溫室氣體排放和能源消耗。
      并且，隨著越來越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣a(chǎn)而不是在遙遠(yuǎn)的地方生產(chǎn)完成再通過運(yùn)輸貨物來進(jìn)行交付，運(yùn)輸將大大減少，從而進(jìn)一步降低成本、能耗、浪費(fèi)和排放。

4）培養(yǎng)3D思維的教育需求將增加

      高等教育正處于十字路口，面臨著競(jìng)爭(zhēng)，不斷變化的人口結(jié)構(gòu)以及為學(xué)生的未來工作做好充分準(zhǔn)備的挑戰(zhàn)，高等教育需要的是徹底的思維轉(zhuǎn)變，為工業(yè)4.0做準(zhǔn)備。
大學(xué)和培訓(xùn)計(jì)劃將越來越多地建立一套新的思維過程，以將學(xué)生從舊思想中解放出來，并使他們能夠利用未來的技術(shù)，例如3D打印和數(shù)字制造。隨著教育工作者利用新的軟件設(shè)計(jì)工具，在3D打印中采用創(chuàng)新的課程并建立新的增材制造學(xué)位課程，學(xué)生將更有能力利用3D打印技術(shù)，僅在未來10年內(nèi)將創(chuàng)造的數(shù)百萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

5）大規(guī)模定制將推動(dòng)鞋類，眼鏡和牙科的新增長(zhǎng)

      隨著鞋類、眼鏡和牙科正畸應(yīng)用迅速采用3D打印技術(shù)，這將推動(dòng)數(shù)字制造業(yè)的增長(zhǎng)和采用。鞋類有巨大的應(yīng)用空間，這對(duì)于3D打印行業(yè)來說是非常有利可圖的。據(jù)SmartTech稱，鞋類3D打印將在未來10年內(nèi)增加到63億美元的總收入機(jī)會(huì)。
      鑒于3D打印帶來的定制功能具有很多價(jià)值，因此正畸和眼鏡行業(yè)也正出現(xiàn)與此增長(zhǎng)機(jī)會(huì)相吻合的發(fā)展態(tài)勢(shì)。舉例說明：顛覆者SmileDirectClub正在通過數(shù)字化改造價(jià)值120億美元的正畸行業(yè)。

6）3D打印將為車輛的電動(dòng)化轉(zhuǎn)型提供動(dòng)力

      目前汽車行業(yè)經(jīng)歷了100多年來最大的轉(zhuǎn)型，從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車，汽車制造商越來越多地轉(zhuǎn)向3D打印和數(shù)字制造，以幫助他們?cè)谧兓臅r(shí)代中競(jìng)爭(zhēng)。
隨著電動(dòng)汽車的普及，汽車制造商將繼續(xù)釋放金屬和塑料3D打印技術(shù)賦能動(dòng)態(tài)供應(yīng)鏈的價(jià)值，以加快其設(shè)計(jì)和開發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)宏偉的目標(biāo)。例如，大眾汽車承諾到2028年在全球生產(chǎn)超過2200萬輛電動(dòng)汽車。
      3D打印技術(shù)使得汽車制造商能夠生產(chǎn)以前無法制造的汽車零件，從而將電動(dòng)汽車甚至自動(dòng)駕駛汽車的設(shè)計(jì)與制造能力推向新水平。

7）3D打印將推動(dòng)優(yōu)化新的供應(yīng)鏈效率

      以數(shù)字方式交付事物并在本地生產(chǎn)事物的能力并非總是能勝出。歸根結(jié)底，制造商必須分析在供應(yīng)鏈中最有效的根源生產(chǎn)位置-無論是在最終用戶附近還是在物料生產(chǎn)來源附近。
節(jié)約庫(kù)存和倉(cāng)儲(chǔ)成本是追求零部件通過增材制造來實(shí)現(xiàn)的重要推動(dòng)力，大約25％的零件成本在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中。
      此外，根據(jù)市場(chǎng)觀察，拿航空航天行業(yè)來說，一架飛機(jī)的服役時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，在這種情況下，備品備件的保有是耗資巨大的負(fù)擔(dān)，尤其是對(duì)于有些已經(jīng)不在生產(chǎn)的飛機(jī)機(jī)型來說，由于飛機(jī)還在服役，仍然要制造和維持?jǐn)?shù)目龐大的備品備件是一件嚴(yán)重浪費(fèi)資源的事情。
減少材料浪費(fèi)，減少?gòu)U舊零件，降低物流帶來的碳足跡，3D打印從供應(yīng)鏈角度為人類與地球的可持續(xù)發(fā)展帶來了新的空間。

8）軟件將把數(shù)字制造的邊界推向新的高度

      2020年，將縮小3D打印技術(shù)數(shù)字制造硬件的功能與軟件生態(tài)系統(tǒng)所支持的能力之間的差距。軟件和數(shù)據(jù)管理的進(jìn)步將改善系統(tǒng)管理和零件質(zhì)量，從而帶來更好的應(yīng)用成果，行業(yè)內(nèi)的企業(yè)正在創(chuàng)建API掛鉤，為用戶和合作伙伴構(gòu)建一個(gè)靈活的生態(tài)系統(tǒng)，制造商將能夠利用個(gè)性化的生物識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模定制，釋放新價(jià)值，包括通過供應(yīng)鏈進(jìn)行零件的可追溯性，虛擬庫(kù)存和備件管理，并實(shí)現(xiàn)更接近最終客戶的分布式制造。

      正如惠普的趨勢(shì)報(bào)告所指出的那樣，數(shù)字制造將通過解鎖新的和擴(kuò)展的軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)和工業(yè)生產(chǎn)解決方案，從而提供用戶理想的設(shè)計(jì)，這些解決方案可提供更多的變革性體驗(yàn)，并顛覆傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

3D打印會(huì)發(fā)展得越來越好