描繪了制造業(yè)未來(lái)愿景的工業(yè)4.0與顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)加工裝配方式的3D打印技術(shù)相遇時(shí)，兩者又會(huì)碰撞怎樣的火花,？在科技日新月異的今天,，我們應(yīng)該如何正確對(duì)待3D打印技術(shù)？
工業(yè)4.0背景下的制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
所謂“工業(yè)4.0”,，就是以智能制造為主導(dǎo)的第四次工業(yè)革命,，其中，智能生產(chǎn)主要涉及整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)物流管理,、人機(jī)互動(dòng)以及3D技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用等,。
工業(yè)4.0概念最初是由德國(guó)政府在《德國(guó)2020高技術(shù)戰(zhàn)略》中所提出的十大未來(lái)項(xiàng)目之一，旨在提升制造業(yè)的智能化水平,。此概念一經(jīng)推出，便迅速成為德國(guó)的另一個(gè)標(biāo)簽,，并在全球范圍內(nèi)引發(fā)了新一輪工業(yè)轉(zhuǎn)型競(jìng)賽,。
為在新一輪工業(yè)革命中占領(lǐng)先機(jī)，實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo),，我國(guó)國(guó)務(wù)院也正式印發(fā)了《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱要,。在該規(guī)劃中，3D打印作為代表性的新興技術(shù)共出現(xiàn)6次,，貫穿于背景介紹,、國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新能力提升、信息化與工業(yè)化深度融合,、重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展等重要段落,，并融入于推動(dòng)智能制造的主線,。
這一方面體現(xiàn)出我國(guó)對(duì)3D打印的重視程度,，另一方面也彰顯了在戰(zhàn)略層面我國(guó)對(duì)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)形勢(shì)與環(huán)境的深刻理解,。在傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中,，3D打印技術(shù)將扮演愈發(fā)重要的角色,。
3D打印在智能制造中的價(jià)值與應(yīng)用前景
1. 工業(yè)4.0時(shí)代,，3D打印不可或缺
從構(gòu)建概念模型,、功能性原型,，到直接數(shù)字化制造,，3D打印都在幫助設(shè)計(jì)師和制造商釋放創(chuàng)意,、改善設(shè)計(jì),、降低成本、提高生產(chǎn)力,，已成為各行各業(yè)推動(dòng)創(chuàng)新,，強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)能力的新途徑和重要工具。
具體而言,，3D打印之于制造業(yè)的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
小規(guī)模定制：3D打印技術(shù)具有按需制造,、減少?gòu)U棄副產(chǎn)品、材料多種組合,、精確實(shí)體復(fù)制,、便攜制造等多種優(yōu)勢(shì)，可大幅降低制造費(fèi)用,，縮短加工周期,，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化和復(fù)雜制造，大幅降低生產(chǎn)成本,。
供應(yīng)鏈管理：3D打印的出現(xiàn)已經(jīng)改變了原有的供應(yīng)鏈機(jī)制,，對(duì)供應(yīng)方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在3D打印支撐的供應(yīng)鏈模式下,，只需提供產(chǎn)品的3D數(shù)據(jù)包以及相應(yīng)的耗材,，企業(yè)按訂單就近生產(chǎn)后即時(shí)配送，成品基本上可以做到零庫(kù)存,。
自由設(shè)計(jì)：3D打印一個(gè)被低估的重大優(yōu)勢(shì)就是可以實(shí)現(xiàn)與生俱來(lái)的自由設(shè)計(jì),。工業(yè)設(shè)計(jì)師可以利用3D打印機(jī)創(chuàng)建全新的幾何圖形，制造集各種先進(jìn)性能于一身的零部件,。對(duì)于許多采用3D打印的企業(yè)而言,，自由設(shè)計(jì)所帶來(lái)的效率提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)采用3D打印而支付的成本,。
靈活化制造：制造商都在不斷尋求新方式來(lái)制造及測(cè)試產(chǎn)品,，3D打印機(jī)使他們能夠制造出必要的工具和部件來(lái)加快新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程。借助3D打印機(jī),，制造商還能夠生產(chǎn)出其制造與測(cè)試系統(tǒng)高效操作所必需的零部件和輔助工具,。
快速上市：許多行業(yè)的傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)計(jì)不僅流程緩慢，而且成本高昂,。3D打印則速度更快,，成本更低，借助可使產(chǎn)能加倍的新型解決方案,，3D打印的速度優(yōu)勢(shì)將更加明顯,，可實(shí)現(xiàn)快速的規(guī)模化生產(chǎn)。
從實(shí)際應(yīng)用情況看,，3D打印正成為工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵方式和重要工具,，未來(lái)將通過(guò)系統(tǒng)智能化、打印速度提高和材料成本的降低,，將越來(lái)越多地滿足智能制造的需求,。
2.3D打印技術(shù)的應(yīng)用前景展望
3D打印目前正處于一個(gè)快速發(fā)展的階段。Mordor Intelligence最近發(fā)布的《2018年至2023年3D打印市場(chǎng)研究報(bào)告》顯示,，2017年全球3D打印市場(chǎng)價(jià)值為83.12億美元,，預(yù)計(jì)到2023年將達(dá)到353.6億美元，五年期年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為27.29％,。
從技術(shù)上看,，3D打印已經(jīng)能夠滿足大部分工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景需求；可以實(shí)現(xiàn)金屬和塑料等零件以及成品的制造,，性能與傳統(tǒng)制造工藝相當(dāng),；已經(jīng)解決了原材料制備，所有可焊接的金屬均可使用3D打印技術(shù),。
從成本角度看,，3D打印已經(jīng)在航空、航天,、軍工,、醫(yī)療等高價(jià)值及高附加值產(chǎn)業(yè)中具備了較高的經(jīng)濟(jì)效益。
從普及程度看,，3D打印目前廣泛用于原型制造,，其他方面的應(yīng)用前景非常廣闊。大量領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)已率先利用3D打印技術(shù)創(chuàng)造出可觀的效益,，已經(jīng)充分挖掘出了3D打印技術(shù)的價(jià)值,，而更大的生產(chǎn)型3D打印解決方案市場(chǎng)亟待開發(fā),。
隨著技術(shù)不斷發(fā)展,，未來(lái)3D打印的成本還將進(jìn)一步降低，性能也將大幅度提升,。3D打印作為新興制造技術(shù),，未來(lái)必將成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造中得心應(yīng)手的強(qiáng)大工具。
Stratasys在智能制造方面的努力
Stratasys自創(chuàng)立之初,，便致力于以“尖端技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐”來(lái)引領(lǐng)行業(yè)變革,，目前已擁有增材制造技術(shù)專利超過(guò)1,200項(xiàng)，這些創(chuàng)新在設(shè)計(jì)原型,、工具模具制造及最終生產(chǎn)零件的整個(gè)生命周期中都創(chuàng)造了巨大價(jià)值,。
在全球3D打印市場(chǎng)高速發(fā)展的今天，Stratasys愈發(fā)重視中國(guó)市場(chǎng),。2017年,，Stratasys針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)制定并順利實(shí)施了“三大戰(zhàn)略”,，并上海設(shè)立新辦公室，為航空,、汽車,、醫(yī)療等行業(yè)用戶提供了包括設(shè)備、材料,、咨詢和再設(shè)計(jì)在內(nèi)的整體解決方案,。
Stratasys還相繼在上海、北京,、深圳這三個(gè)城市舉辦年度用戶大會(huì),，攜手行業(yè)合作伙伴和國(guó)內(nèi)外的專家，將最新最先進(jìn)的3D打印技術(shù)分享給國(guó)內(nèi)用戶,。
Stratasys專門針對(duì)中國(guó)客戶特別推出了全新的微信服務(wù)平臺(tái),，現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和技術(shù)支持、客戶操作培訓(xùn),、新材料試用,、新應(yīng)用開發(fā)等，均可在微信平臺(tái)上進(jìn)行,。
為了滿足用戶與市場(chǎng)的需求,，Stratasys還不斷推出更專業(yè)化的解決特定行業(yè)需求的打印機(jī)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)軟件和打印材料等,。下面舉幾個(gè)例子：
Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator和Robotic Composite 3D Demonstrator：作為下一代工業(yè)級(jí)3D打印解決方案,，這兩款設(shè)備完全適用于航空航天和汽車制造，打破了常規(guī)打印方式,，一經(jīng)問(wèn)世便吸睛無(wú)數(shù),。
Stratasys Continuous Build 3D Demonstrator：此款解決方案的發(fā)布使Stratasys向利用增材技術(shù)進(jìn)行小批量連續(xù)性生產(chǎn)邁出了重要一步。薩凡納藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院,、In’Tech Industries,、FATHOM等都已開始使用該設(shè)備增強(qiáng)其產(chǎn)品服務(wù)，并挖掘新的業(yè)務(wù)機(jī)遇,。
VeroFlex快速成型方案：這是Stratasys推出的應(yīng)對(duì)眼鏡行業(yè)痛點(diǎn)的解決方案,，將眼鏡的上市時(shí)間從常規(guī)的的18個(gè)月縮短至8周。從初始的概念迭代到紋理細(xì)致的多色模型,，甚至還能用于制造精確的功能模型,，以供性能測(cè)試使用。
飛機(jī)內(nèi)飾認(rèn)證解決方案：涵蓋Fortus 900航空版設(shè)備和軟件,，專為 3D 打印機(jī)械性能高度可重復(fù)的飛機(jī)零件而設(shè)計(jì),，同時(shí)提供完備的認(rèn)證流程文檔，幫助航空企業(yè)更快地獲得更多通過(guò)認(rèn)證的零件，然后將其投放于航班飛行,。
碳纖維3D打印機(jī)：Stratasys也即將向中國(guó)市場(chǎng)推出專門的碳纖維3D打印機(jī)Fortus 380CF版本,，鼓勵(lì)更多的用戶將高強(qiáng)度、生產(chǎn)級(jí)的3D打印技術(shù)和材料應(yīng)用到工具制造和最終生產(chǎn)中,。
全新的GrabCAD Voxel Print軟件解決方案：為用戶提供了對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)和3D打印過(guò)程的體素級(jí)控制,，借助操縱微觀體素的能力，用戶可以獲得之前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的3D打印屬性和效果,。
VeroDraft? 和FullCure 700?：這是Stratasys根據(jù)中國(guó)客戶訴求為本地市場(chǎng)定制了兩款高性價(jià)比的新材料,，大幅降低了專業(yè)3D打印應(yīng)用的門檻。
Stratasys一直行走在行業(yè)最前端,，不斷探索更新的技術(shù)與專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,，嘗試更多跨行業(yè)合作，釋放3D打印技術(shù)的能量,，為未來(lái)智能制造與智能工廠的實(shí)現(xiàn)增添新助力,。
寫在最后
如今，3D打印的發(fā)展勢(shì)頭如火如荼,，正在引發(fā)全球制造業(yè)的顛覆性變革,，為全球制造向全球智造的轉(zhuǎn)型升級(jí)注入新動(dòng)力。無(wú)疑,，3D打印技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)4.0時(shí)代最強(qiáng)勁實(shí)力的標(biāo)簽,。你，準(zhǔn)備好貼標(biāo)簽了嗎,？