最近，世界经济论坛与苏黎世联邦理工学院、夫琅和费IGCV、IPT和IAPT合作，发布了一份关于增材制造(AM)现状及其未来的报告。他们的目标是提供一个现实的理解，了解AM今天可以交付什么，以及为什么一些人实现了这种潜力，而另一些人没有，同时定义最可能的近期未来生产场景，以及需要发生什么才能使这些场景成为现实。帕特·凯里，战略增长高级副总裁Stratasys公司解决这个问题。
问:AM可以解决哪些价值链上的障碍?
答:根据凯里的说法，附加技术在价值链的几个方面都有帮助，包括本地生产、迭代过程和官僚主义。
凯里指出:“在本地生产零部件的能力是一件大事，特别是当我们都在处理来自中国的零部件时。”
此外，企业正在转向更个性化的大规模生产模式，更青睐增材制造而非其他制造技术。
“我一直在和一些遵循传统产品设计流程的产品设计公司合作，”凯里说。“原型是一个挑战....所有的供应链问题。．．．．他们中的许多人已经转向使用增材制造。他们想要改变他们的流程，但是在大公司中改变流程是很困难的。．．．．因此，我们看到许多大公司采用了新的设计流程，其中包括更快的迭代或跳过整个迭代步骤。我从一些客户那里听到的一个有趣的抱怨是，他们的官僚机构跟不上添加产品过程的速度。所以，听到客户这样说很有趣，‘帕特，你的技术真的很有帮助，但速度太快了，文书工作跟不上。’”
设计过程始终与制造过程保持一致。设计师事先知道一个零件是需要通过注射成型还是机械加工来制造。他们知道每个过程的局限性。现在，当设计师转向加性过程时，他们开始质疑为什么要做出某些设计决策，因为加性使不同的决策和方法成为可能。
Carey补充道:“设计过程非常不同，它涉及到定制、迭代和设计，这三种需求目前对许多公司来说并没有分离开来。”“他们在说，‘我真的可以做这个。我可以有一个想法，一个部件或一件产品在一周内就能在顾客手中看到和感觉上都和它一模一样。’这对他们来说几乎是不可思议的。”
增材制造允许您跳过迭代的一些或许多典型步骤。
传统的制造技术通常需要使用定义的步骤来制作原型，这取决于部件或对象。原型的范围从最初阶段的白色或灰色原型，到感觉如何的原型，再到外观如何的原型，如何与包装相适应的原型。
“一些客户正在经历所有这些流程，其中一些流程已经有几十年的历史了，他们一直都是这样做的。嗯，供应链挑战、新冠肺炎挑战、特朗普贸易战，所有这些都把它搞砸了。”
人们开始意识到，公司不能再做他们过去做的事情了。他们必须把产品送到市场。他们被迫改变。
“我告诉人们，从3D打印机的角度来看，COVID是伟大的。很多选择都被取消了。”
为了把产品推向市场，公司必须有所作为。
所以，我们看到人们采用了一些东西，然后说，“哇，这真的很有趣。”这确实有效。我们为什么要用老方法呢?”
问:AM需要采取什么样的工业化步骤才能充分发挥其潜力?
A:部分原因是原型制作是临时完成的。早期版本的3D打印机是独立的系统。要进入制造业，他们现在需要内联——这意味着他们需要成为生产线的一部分。
“我们知道，现在的生产线是一个复杂的软件和数据驱动过程。数百万甚至可能是数十亿美元已经花在了制造这些生产线上，因为我们需要知道什么进了，什么出了。”
对于包括航空航天和汽车在内的许多行业来说，收集零件的数据并为保修或其他问题存储数据是一件大事。
因此，添加剂行业的下一步是连接部分——继续向3D打印机提供数据，获取数据作为回报，并以标准格式存储数据。
“这些都是需要调整的大过程，许多3D公司才刚刚开始。
“另一个问题是我所说的可服务性。如果我带着一台打印机进入工厂，我需要将它的可用性与该车间所有其他产品的可用性相匹配。这就意味着要么培训公司操作员来解决这个问题，要么有一个响应时间来解决它，特别是如果它是一个产品的关键。如果这是关键，打印机的停机是一个大问题。这对3D打印来说是一个巨大的挑战。
用户可以上网，根据印刷公司的不同，在博客上找到答案。这在工厂里可行不通。因此，我们看到，这些涉及可服务性、可靠性和可重复性的挑战是工业面临的一些挑战，我们将聚集在一起进行讨论。”
讨论和回答的问题围绕着:它是否会像注射成型或机械加工一样，一遍又一遍地制造出完全相同的零件?
“我认为我们不需要开辟任何新的领域，因为我们可以看到工厂里其他人都在做什么。说实话，客户告诉我们需要做什么。他们说，“如果你想在这里，你需要做这个，这个，这个，这个，这个。”只是，我们如何适应它?然后，作为一个行业，我们如何开始同意这就是我们要做的。”
问:3D打印增材制造对目前的制造业是否太过破坏性?
A:“我不这么认为。很大程度上是由材料驱动的。所以，如果我们把一种他们已经知道的材料带进生产，尼龙是最容易谈论的。同时,聚碳酸酯。所以，不，我不这么认为。我们看到了这一点，说实话，我们看到的好处超过了付出的努力和差距。”
问:增材制造能否发展到与传统制造工艺相适应的程度?
答:是的，但我和高管们经常讨论的一个问题是，它如何不能取代传统制造业。你不能拿掉一个，然后用AM代替它。
在工艺的一开始就为添加剂进行设计是使这项技术在经济上可行的关键部分。大规模生产带来了新的挑战。简单地将旧部件复制到附加系统上通常是不经济的。它没有利用加法。
“这是我经常告诫人们的。但如果我们从前面开始，回到早期关于COVID的讨论，以及加法如何帮助我们，因为我们有时间问题，这成为一个关键元素。特别是对那些按月推出产品的大公司来说。当你不向消费者介绍新产品时，他们就会感到厌烦。疫情封锁期间，消费者有大把的时间。因此，推出新产品的压力很大，而公司无法用传统的方法做到这一点。
“这一点改变了世界，使它成为添加剂的优势。我想我们也会在生产车间看到这一点。当我们想到汽车，从生产数百万辆同一辆车到生产数万辆同一辆车。个性化。定制。随着公司工艺的变化，添加剂比过去更受欢迎，更有吸引力。如果一个公司需要生产200万个相同的零件，我们就不会与旧的工艺竞争。但我认为，市场正在发生变化，这是我们的(附加)优势。
问:为了使后期制作过程更高效、更有成本效益，我们正在采取哪些措施来解决目前对AM后期制作的批评?
答:我认为这是一个合理的批评。我们花了几十年的时间，我们作为Stratasys已经有30多年的历史了，从打印机中得到可靠的零件。当它只是原型的时候，我们主要做打磨和一些油漆。在后期处理上没有花太多心思。但现在我们进入了生产环境，对持久性和质量有了期望。所以如果我是一个制造商，我在生产一种消费设备，人们将把它放在他们面前，在他们手中，设备的质量是品牌的一部分。3D打印的零件需要达到这个质量水平。
期望值越来越高，所以人们更关注后期制作，以及一些更新的技术，如粉末渗出，DLP，随着这些零件的生产逐步增加。后处理是一个很大的因素，因为后处理真的会减慢添加过程，它可以增加很多价值，也可以减少很多价值。作为Stratasys，我们非常关注后期处理。在我看来，这是一个公平的批评，也是一个巨大的机会。”
问:你对后处理的未来有什么预测?
答:“我认为在添加后处理中会有很多新的工艺。不过，最大的趋势将是与打印机的集成。我可以把零件的打印信息传给后处理，然后再定制吗?
“后处理可以定制。在很多情况下，在旧世界，只是一罐水，乙二醇或酒精来清洁零件。这基本上就是一辆愚蠢的坦克。现在我们开始看到后处理过程实际上是在收集信息和发展这些零件的信息并且能够将这些信息与零件一起传递。所以飞机或汽车上的零件，今天可以追溯到它的产地。在哪里做的后处理?后期处理过程中发生了什么?
“我们处在聚合物领域。所以热和聚合有很大关系。那么热量方面发生了什么或者表面发生了什么?这种表面是否使它具有或多或少的生物相容性，或多或少的食品级?随着添加剂进入新的行业，会有一系列新的要求，FDA的要求，等等。后期处理可以帮助或阻碍很多。
“我也看到了更多的数据跟踪和存储。我看到控制系统被安装在后处理机器上。所以与其说它是一个水箱，字面上是带排水管的，它实际上是一个智能盒子，知道发生了什么。我们开始看到这一点了。”
问:添加剂是在推动数字化制造还是在适应数字化制造?
A:凯里看到了两种选择。传统的制造技术正在被改变，变得更加数字化，这就是物联网等许多努力的内容。但添加剂本质上是数字化的，所以它领先于传统制造技术。
对凯里来说，材料是关键。“无论是金属还是聚合物，材料都是最重要的。我们将开始看到一个领域，那里的材料被开发以适应产品。客户来找我们，‘你们能做一种看起来和感觉像这样的材料吗?“最终产品将驱动化学反应，而不是ABS，现在想想用它能制造什么。”以前，材料驱动产品。现在产品将驱动材料我们将能够动态地制造材料或改变材料或动态地影响材料。这就是即将发生的事情。这将是真正的数字化。
“我们已经做了一些实验。在过去的三四年里我们已经有了一些演示系统。我们能够在喷射点混合材料。我们和那些要求在零件的不同位置放置不同材料的客户交谈。因为这个地方承受着不同的压力，需要这里多一些东西，那里少一些东西。”
医疗部门也提出了类似的要求
“我们与许多大学和生物领域的人士进行了交流。我们会遇到这样的问题:“我能把一种看起来像骨头、皮肤、心脏或神经材料的材料放下来吗?”“我们开始在喷气式飞机上看到这一点。
“许多限制正在被取消。然后聪明的顾客开始用它做一些事情。我告诉人们，我们做的是工具。人类用这个工具能做的事真是太神奇了。我们不做产品，我们做的是给人类的工具，然后看他们用它做什么。这就是3D打印最酷的地方。
“我们开始看到生物材料进入市场。我看到越来越多的人关注由现有植物纤维制成的可持续材料。”
问:你认为AM的下一个阶段会是什么?我们是要回到更多的技术发展阶段，还是继续处于更多的商业发展阶段?
答:凯里认为生态系统是一个关键趋势。“我认为，当我们审视这个行业时，很多参与者都已经站稳了脚跟。过去十年里，我在硅谷待了很长时间。许多创新创业公司都有一两项创新;他们倾向于被分成多个创新公司。然后这些多家创新公司开始形成生态系统，因为他们不能更快地创新，不能做所有的事情。当我提到连接，那是真正的网络。所以，当一台打印机进入工厂，它就是网络。如果我需要把我的设备和别人的连接起来，我最好有一种共同的语言。我最好有一个需要协议的通用数据格式，这是一个生态系统。
我们开始看到生态系统。3D打印是一个相对较小的行业。说实话，我们大多数时候彼此都很友好。我们看到了很多生态系统和合作关系的发展。这是一个有35年历史的行业，但它的规模非常小，每个人都想获得成功。我们也见证了这些年来科技的进步。我认为我们可以遵循这些建立生态系统，建立标准，商定如何做事。
“现在是添加剂行业令人兴奋的时刻，我们经历了2013年和2014年的宣传期。我们经历了2021年的金融炒作期。现在一切都在那里了。我们都能看到彼此的近况，成长，萎缩。这已经不仅仅是新闻稿了。我们可以看看对方的数字。我认为在未来六个月到一年的时间里会有一段时间是合理的，这将真正有助于市场的发展。”
了下:快速制造零件
