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惠普(HP)近日發(fā)布了2020年3D打印及數(shù)字制造趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)一組專家的采訪，惠普確認(rèn)了將對(duì)推動(dòng)工業(yè)4.0有重大影響的主要趨勢(shì)，包括對(duì)可持續(xù)生產(chǎn)的需求、自動(dòng)化如何改變工廠車(chē)間以及數(shù)據(jù)和軟件作為數(shù)字制造核心支柱的崛起。

3D打印咨詢公司Monadnock Insights創(chuàng)始人Pete Basiliere說(shuō)：“未來(lái)一年將是實(shí)現(xiàn)3D打印和數(shù)字制造在各個(gè)行業(yè)真正潛力的時(shí)期。”

“正如惠普的趨勢(shì)報(bào)告所指出的，數(shù)字制造將通過(guò)解鎖以及拓展軟件、數(shù)據(jù)、服務(wù)和工業(yè)生產(chǎn)解決方案，實(shí)現(xiàn)用戶理想設(shè)計(jì)的生產(chǎn)，這些解決方案在提供更具變革性體驗(yàn)的同時(shí)，也擾亂了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。” Pete Basiliere補(bǔ)充道。

去年，惠普的預(yù)測(cè)討論了將機(jī)器學(xué)習(xí)集成到3D打印的必要性、生成性設(shè)計(jì)(generative design)如何提高設(shè)計(jì)師的速度，以及醫(yī)療3D應(yīng)用在外科指南到假肢的爆炸式增長(zhǎng)。

2020年3D打印和數(shù)字制造預(yù)測(cè)如下：

 自動(dòng)化裝配將在工廠蓬勃發(fā)展

自動(dòng)化裝配即將到來(lái)，各行業(yè)將無(wú)縫集成多部件裝配，包括3D打印金屬和塑料部件的組合。由于加工溫度等因素的影響，目前還沒(méi)有一款超級(jí)打印機(jī)能全部打印金屬和塑料零部件。然而，隨著自動(dòng)化程度的提高，未來(lái)工業(yè)界有望實(shí)現(xiàn)更自動(dòng)化的裝配設(shè)置，即可以同時(shí)生產(chǎn)金屬和塑料零件部件。

這將使制造商能夠?qū)⒔饘俅蛴∏度胨芰狭慵圃炷湍ァ⒓姷牧慵嵘砻嫣幚恚踔翆?dǎo)體或馬達(dá)制造成塑料零件，從而使汽車(chē)工業(yè)受益。

將數(shù)字信息編碼成3D打印紋理將加速

相關(guān)企業(yè)將能夠使用先進(jìn)的3D打印將數(shù)字信息編碼到打印成品的表面紋理，提供比序列號(hào)更大的數(shù)據(jù)負(fù)載。

這是一種公開(kāi)或隱蔽地標(biāo)記零件的方法，這樣人們和機(jī)器都可以根據(jù)凸起的形狀或方向來(lái)讀取數(shù)字編碼。

例如，3D打印成百上千個(gè)序列號(hào)的副本，這些序列號(hào)分布在零件表面，使其既隱藏又公開(kāi)可見(jiàn)。隨著用戶越來(lái)越重視部件和數(shù)據(jù)系統(tǒng)的追溯，這種將數(shù)字信息編碼成3D打印紋理的應(yīng)用繼續(xù)增長(zhǎng)。

可持續(xù)生產(chǎn)依然是企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急

傳統(tǒng)的制造工藝很少考慮環(huán)境因素。例如，工業(yè)3D生產(chǎn)與制造業(yè)交叉，對(duì)地球的影響可能是巨大的，因?yàn)榻种坏奶寂欧排c商品的生產(chǎn)和分銷(xiāo)有關(guān)。

3D打印將使制造業(yè)產(chǎn)生更少的浪費(fèi)、更少的庫(kù)存和更少的二氧化碳排放。工程師和設(shè)計(jì)師將重新考慮整個(gè)產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)，通過(guò)組合零件和使用復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)生產(chǎn)輕量化零件，從而減少材料的使用和浪費(fèi)。這將進(jìn)一步降低車(chē)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。

隨著越來(lái)越多的制造商將數(shù)字文件傳輸?shù)奖镜厣a(chǎn)，而不是運(yùn)輸貨物，運(yùn)輸將大大減少，降低成本、能源消耗、浪費(fèi)和碳排放。

對(duì)3D打印人才及教育的需求增長(zhǎng)

高等教育正處于十字路口，面臨著入學(xué)競(jìng)爭(zhēng)、人口結(jié)構(gòu)變化以及為學(xué)生的未來(lái)就業(yè)做好充分準(zhǔn)備的挑戰(zhàn)。我們需要的是為工業(yè)4.0做一個(gè)徹底的思想轉(zhuǎn)變。

大學(xué)和培訓(xùn)計(jì)劃將越來(lái)越多地建立一套新的思維模式，使學(xué)生從舊思維中解放出來(lái)，并使他們能夠利用未來(lái)的技術(shù)，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)新課程，并設(shè)立新的增材制造學(xué)位課程，學(xué)生將能夠更好地抓住3D打印在未來(lái)10年創(chuàng)造的數(shù)百萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

大規(guī)模定制將推動(dòng)鞋類、眼鏡和牙科新增長(zhǎng)

隨著鞋類、眼鏡和正畸應(yīng)用迅速采用3D打印技術(shù)，消費(fèi)者健康領(lǐng)域?qū)⑼苿?dòng)數(shù)字制造業(yè)的增長(zhǎng)和使用。

鞋類及其周邊產(chǎn)品擁有巨大的3D打印應(yīng)用空間，3D打印具有盈利的潛質(zhì)。根據(jù)SmartTech的數(shù)據(jù)，3D打印鞋品在未來(lái)10年內(nèi)有望形成63億美元的市場(chǎng)規(guī)模。

鑒于3D打印帶來(lái)的定制功能的巨大價(jià)值，3D打印在正畸和眼鏡領(lǐng)域也將快速增長(zhǎng)。如牙科矯正初創(chuàng)公司SmileDirectClub，通過(guò)給客戶進(jìn)行3D口腔掃描，由牙醫(yī)診斷設(shè)計(jì)出矯正方案，從而給客戶打造出合適的隱形矯正器。目前SmileDirectClub已在納斯達(dá)克申請(qǐng)上市，2018年總營(yíng)收為4.23億美金。

3D打印將為汽車(chē)電氣化提供動(dòng)力

隨著汽車(chē)行業(yè)正在經(jīng)歷100多年來(lái)最大的變革——從內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)，汽車(chē)制造商正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向3D打印和數(shù)字制造，以在變革時(shí)代展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。

隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，汽車(chē)制造商將繼續(xù)釋放金屬和塑料3D打印系統(tǒng)的潛能，以加快其設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)雄心勃勃的目標(biāo)。例如，大眾汽車(chē)承諾到2028年在全球生產(chǎn)超過(guò)2200萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。

汽車(chē)工業(yè)每年生產(chǎn)的大量零部件，加上3D打印的快速成型和生產(chǎn)能力，使得汽車(chē)制造商和零部件制造商能夠生產(chǎn)出以前不可能生產(chǎn)的汽車(chē)零部件，從而將電動(dòng)汽車(chē)甚至自動(dòng)駕駛汽車(chē)的能力提升到新水平。

3D打印將推動(dòng)新的供應(yīng)鏈效率

以數(shù)字方式交付產(chǎn)品和進(jìn)行產(chǎn)品本地化生產(chǎn)的能力并不一定總能幫助制造商在市場(chǎng)中勝出。歸根結(jié)底，制造商必須分析供應(yīng)鏈中哪一個(gè)環(huán)節(jié)是最有效率的根源生產(chǎn)，無(wú)論是接近終端用戶還是接近材料生產(chǎn)來(lái)源。

一個(gè)有趣的例子是來(lái)自包裝領(lǐng)域的2D世界。瓦楞紙箱為數(shù)字印刷提供了一個(gè)全新增長(zhǎng)的市場(chǎng)，與最終零件的3D打印有許多相似之處。瓦楞紙箱業(yè)務(wù)非常本地化，生產(chǎn)的紙箱通常距離樹(shù)木砍伐所在地不遠(yuǎn)，在方圓150到200英里范圍內(nèi)。

軟件將把數(shù)字制造的界限推向新高度

2020年，我們將縮小3D打印和數(shù)字制造硬件能力與軟件生態(tài)系統(tǒng)支持之間的差距。軟件和數(shù)據(jù)管理的進(jìn)步將推動(dòng)改進(jìn)的系統(tǒng)管理和部件質(zhì)量，從而帶來(lái)更好的客戶成果。行業(yè)內(nèi)的公司正在創(chuàng)建API端口，為客戶和合作伙伴構(gòu)建一個(gè)流動(dòng)的生態(tài)系統(tǒng)，其中包括專門(mén)構(gòu)建的個(gè)性化產(chǎn)品。

此外，制造商將能夠利用個(gè)性化生物特征數(shù)據(jù)進(jìn)行大規(guī)模定制，釋放新的價(jià)值，例如通過(guò)供應(yīng)鏈跟蹤零件、虛擬庫(kù)存和備件管理，以及更接近最終客戶的分布式制造。