3D打印能否導(dǎo)致分布式制造？

來(lái)源：3D打印商情

增材制造（AM），也稱為3D打印，是制造領(lǐng)域的游戲規(guī)則改變者，可顯著節(jié)省成本、時(shí)間和材料。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，零件集中在工廠大量生產(chǎn)，然后運(yùn)往消費(fèi)者那兒。但隨著AM的增長(zhǎng)，許多人懷疑這項(xiàng)技術(shù)是否會(huì)導(dǎo)致從這種集中模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦臃稚⒌哪Ｊ?，在這種模式中，不同地點(diǎn)的設(shè)施可以協(xié)調(diào)以滿足生產(chǎn)需求。

來(lái)自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)工程與公共政策系（EPP）和里斯本大學(xué)的一組研究人員研究了增材制造技術(shù)為分布式制造做出的貢獻(xiàn)。他們研究了AM是否會(huì)破壞這一核心模式，特別是在航空業(yè)備件方面，快速打印零件總比儲(chǔ)存它們更具吸引力。

“我們的研究結(jié)果表明，3D打印可能不像有些人希望的那樣有利于分布式制造?！盓PP助理研究教授Parth Vaishnav說(shuō)。Vaishnav和他的同事們最近在《Additive Manufacturing》雜志發(fā)表的一篇論文中提出，它更適用于從AM機(jī)器出來(lái)后不需要昂貴加工的非關(guān)鍵部件。

該團(tuán)隊(duì)還包括EPP教授Erica Fuchs，里斯本大學(xué)教授Joana Mendona、荷蘭埃因霍溫科技大學(xué)的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)助理教授Jaime Bonnín Roca、EPP博士Ria Laureijs。該研究是卡內(nèi)基梅隆葡萄牙計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃是與卡內(nèi)基梅隆和葡萄牙政府的國(guó)際合作伙伴關(guān)系，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和葡萄牙大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和公司在教育、研究和創(chuàng)新方面進(jìn)行合作。

該團(tuán)隊(duì)指出，圍繞AM在改變制造實(shí)踐中的潛在作用的討論在某些情況下被夸大了，特別是考慮其經(jīng)濟(jì)性時(shí)。在制造業(yè)中，公司選擇將工廠設(shè)置在離市場(chǎng)和客戶更近還是更遠(yuǎn)的地方，這會(huì)影響運(yùn)輸和庫(kù)存成本。雖然分散的AM接近需要產(chǎn)品的地方可能會(huì)減少庫(kù)存的需求，但有時(shí)需要非常昂貴的機(jī)器來(lái)處理從3D打印出來(lái)的零件，但它們?nèi)匀粌A向于集中式制造。

為了弄清楚一系列影響如何影響3D打印在工業(yè)中的作用，研究團(tuán)隊(duì)使用成本和位置模型來(lái)估算航空業(yè)的供應(yīng)鏈成本，這是一個(gè)已經(jīng)3D打印了很多部件的行業(yè)。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，與分布式制造相比，傳統(tǒng)的集中制造可能更具成本效益。只有在產(chǎn)量增加或零件加工需求減少的情況下，分散制造才有吸引力。

研究人員選擇將研究重點(diǎn)放在非關(guān)鍵備件上，因?yàn)榇_保美國(guó)航空系統(tǒng)安全的聯(lián)邦航空管理局只要求這些部件與現(xiàn)有部件等效，并滿足必要的安全要求。分析中的一個(gè)關(guān)鍵假設(shè)是可以在單個(gè)3D打印機(jī)上打印許多不同類型的部件。

該團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，分散制造將對(duì)年產(chǎn)量合計(jì)為10000以內(nèi)的非關(guān)鍵備件具有經(jīng)濟(jì)意義。

該模型表明，即使3D打印機(jī)本身變得更便宜或更快，這種邏輯也不太可能改變。如果3D打印機(jī)的改進(jìn)足以消除后處理步驟，那么分散式制造將在較低的產(chǎn)量下具有經(jīng)濟(jì)意義——但也只是達(dá)到數(shù)萬(wàn)個(gè)。更便宜的機(jī)器也意味著勞動(dòng)力將占總成本的更大比例。這可以通過(guò)自動(dòng)化機(jī)器來(lái)緩解，而這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響就業(yè)。

增材制造具有巨大的潛力，研究人員鼓勵(lì)公司和決策者認(rèn)真對(duì)待，但不要以為它能與分布式制造密切相關(guān)。