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3D打印正从炒作期过渡到广泛应用期
来源:admin 时间:2019-07-25 浏览次数:
2015年1月,亚利桑那州创业公司Local Motors 环亚娱乐平台3D在底特律的北美国际汽车展上展出一辆车。一台单车车库大小的机器,一个滚动臂,就像桌面上的纸质打印机一样来回滚动,添加了连续的碳纤维注塑塑料层,使车辆达到微米级。这辆名为Strati的车辆,最高时速为25英里/小时,耗时44小时,添加了电池、电机、悬架和车轮加以组装完成。
 
创新形式制造产品
这是一个工程奇迹。当时未来主义者预计房屋、汽车、电视和几乎其他耐用产品可以用这种新的创新形式——增材制造来制造。但就像很多耀眼的新发明一样,炒作已经消退,四年后,3D打印汽车并没有更接近大规模生产。然而,随着它从炒作期望的高峰期到生产力高原的炒作周期进一步发展,行业正在蓬勃发展。

3D打印机在制造工厂中变得常见——在2019年的底特律车展上,福特汽车公司表示将开始为福特野马GT500使用3D制造的停车制动支架,为F-150猛禽和杠杆臂服务部件配备辅助插头福特福克斯——它正在底特律建立大企业。
 
位于Novi的EOS North America是德国EOS控股有限公司的子公司,每年生产和销售约1,000台3D打印工业制造机器,这与30年前的艰难起步已大有不同。“我们并非一夜成名,”EOS北美公司总裁Glynn Fletcher说,“销售前1000台机器花了20年时间,销售第二个1000台机器花了五年时间。现在我们已经进行了炒作循环,1000台的销售时间差不多为一年。”

2015年,EOS North America的销售额不到4000万美元。Glynn Fletcher说,今年预计将达到1.5亿美元。在全球范围内,该公司预计3D打印机销售额将超过4亿美元。它在美国Novi拥有200名员工,在德克萨斯州奥斯汀拥有工厂。“三年前,我们经历了一个放缓的时期。增材制造令人兴奋了一段时间,然后当周期没有满足那些崇高的期望时,它备受现实的考验。”弗莱彻说,“大多数早期采用者继续前进,但它现在正在渗透主流制造商,因为它设计自由,且在制造过程中允许功能代替设计。”

3D打印或增材制造是该过程的相对字面名称。物体通过软件设计,然后由3D打印机通过添加层叠材料制造。该材料可以是塑料、金属、混凝土等。该工艺提供优于传统制造的优点,因为它可以一体地制造功能性产品,而不需要从多个部件构造它。例如,可以在没有任何金属成形或焊接的情况下创建3D打印的气罐以将罐的两个半部放在一起。

运动鞋鞋底的网状结构
位于Pleasant Ridge的Fisher Unitech是一家3D打印软件供应商,也是打印机和服务的销售商。随着增材制造的使用变得更加主流,其主要重点是培训3D打印设计软件的工程师。首席执行官Matt Wise表示,生产过程变得越来越便宜,即使是规模较小的制造商也在使用它。

“我们每年培训大约2000名工程师如何使用该软件。”Matt Wise说,“然后他们想方设法在他们的制造过程中利用它。我们正在努力使这些中小型公司更有效率地与更大限度地参与竞争。”
 
Wise表示,该公司预计在未来几年内销售3D打印机。“我们看到制造商在最终生产中采用了更多3D打印。”Wise说,“公司习惯于用这种工艺生产一次性零件或原型,现在正在寻找与更大规模竞争的方法。”

Fisher Unitech拥有约170名员工,预计今年的收入将超过8000万美元。它的软件套件价格在3,000到100,000美元之间。航空航天公司一直是该工艺的主要采用者,包括波音公司、霍尼韦尔公司和联合技术公司公司。飞机和火箭的产量要小得多,因此3D打印速度较慢的问题不像汽车那样令人担忧。每年生产数百万件零件。

Fletcher说,现代太空计划确实在推动增长,因为他们可以摒弃过去载人飞行任务所需的协议和程序。“设计不受过去所有认证和资格的限制,因为这些航天器不载人。”Fletcher说, “无论是(美国宇航局)的喷气推进实验室还是SpaceX,他们现在非常重视增材制造。”

总部位于科罗拉多州Fort Collins的增材制造咨询公司Wohlers Associates的副工程师Ray Huff表示,对于汽车制造商而言,采用增材制造的速度比预期慢,因为完全改变制造工艺的成本很高。“汽车行业多年来一直主要将增材制造应用于原型制造和生产一些工具,但技术成熟需要几年时间。比如说锻造零件方面,新技术还需要很多时间。”哈夫说,“对于一些用户来说,像通用汽车公司或克莱斯勒公司,他们需要一些成功的商业案例。如果他们认为这项技术具有成本效益,那么他们将会学习并采用它。”

尽管如此,增材制造业仍有望实现跨越式发展。根据Wohlers Report 2019,该行业在2017年至2018年期间增长了33.5%,达到近100亿美元另有一份3月份的研究报告显示,到2027年,全球工业预计将达到近400亿美元。

预计该行业将破坏几个制造业支柱——聚合物、铸造和传统加工。这些行业的年收入总额接近4000亿美元,而Fletcher认为,增材制造业可以创造出20%的市场份额。这让像EOS这样的公司有了巨大的发展空间。

“我没有看到它放缓的迹象,”Fletcher说,“我们计划增加10倍,而不是10%。在某种程度上,我们已经在竞争中处于领先地位,但我们仍在投入生产能力,以便我们扩大规模。”

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