3D打印與數(shù)字制造，在疫情中走向主流

來(lái)源：騰訊

在本次新冠肺炎疫情中，除了顯性逆勢(shì)增長(zhǎng)的云計(jì)算板塊外，還有一個(gè)在疫情中隱性爆發(fā)的板塊就是3D打印。2020年6月25日，寶馬啟動(dòng)了投資1500萬(wàn)歐元的慕尼黑增材制造園區(qū)，該園區(qū)將3D原型打印與系列零部件制造集成到一起，還啟動(dòng)了新的3D打印技術(shù)研究以及全球無(wú)模具生產(chǎn)培訓(xùn)，進(jìn)而奠定寶馬集團(tuán)在汽車(chē)行業(yè)增材制造技術(shù)的領(lǐng)先地位。在2019年，寶馬就用3D打印技術(shù)生產(chǎn)了30萬(wàn)個(gè)汽車(chē)零部件。

2020年4月，另一家在3D打印和增材制造領(lǐng)域大力投入的汽車(chē)企業(yè)大眾汽車(chē)則利用自己的3D打印能力為西班牙生產(chǎn)制造防護(hù)面罩的塑料支架。此前，大眾汽車(chē)已經(jīng)與GKN和惠普公司合作，利用惠普的3D金屬打印技術(shù)與GKN的增材制造材料與制造能力，為大眾汽車(chē)生產(chǎn)3D打印汽車(chē)零部件。除了大眾汽車(chē)外，還有更多的公司在疫情期間利用各自的3D打印能力生產(chǎn)了呼吸機(jī)適配器、鼻咽拭子、防護(hù)面罩、口罩等抗疫所需的醫(yī)護(hù)用品。

疫情期間，甚至還有企業(yè)利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)制造了隔離屋。盈創(chuàng)建筑科技（上海）有限公司就在6月宣布15套“3D打印隔離屋”將經(jīng)過(guò)一個(gè)月的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸，抵達(dá)巴基斯坦首都伊斯蘭堡，用于當(dāng)?shù)匦鹿诜窝拙戎喂ぷ�。盈�?chuàng)公司的3D打印建筑可日均打印100套隔離屋。而捐助巴基斯坦隔離屋，內(nèi)部裝飾一體打印，水電、門(mén)窗均安裝完畢，抵達(dá)伊斯蘭堡后僅需吊裝、連接水電，便可投入使用。

實(shí)際上，3D打印技術(shù)已經(jīng)在近年日臻成熟，以惠普為代表的3D打印產(chǎn)品和技術(shù)公司已經(jīng)推出了可工業(yè)化應(yīng)用的3D打印機(jī)以及金屬、塑料等多種材質(zhì)。在疫情期間，全球供應(yīng)鏈和正常的生產(chǎn)制造遭遇中斷，而此前積累的3D打印能力則成為了全社會(huì)共享的數(shù)字制造能力。這次疫情，讓3D打印和數(shù)字制造全面走向主流。

穩(wěn)步增長(zhǎng)的3D打印市場(chǎng)

通常認(rèn)為，全球制造業(yè)市場(chǎng)高達(dá)12萬(wàn)億美元。而在這樣一個(gè)傳統(tǒng)的市場(chǎng)中，一直缺乏根本性的顛覆技術(shù)，一直到出現(xiàn)成熟的工業(yè)級(jí)塑料和金屬3D打印機(jī)。從Gartner的新興技術(shù)炒作曲線看，2015年是3D打印技術(shù)出現(xiàn)在該曲線上的最后一年。到了2016年，企業(yè)級(jí)3D打印和消費(fèi)級(jí)3D打印技術(shù)已經(jīng)從Gartner新興技術(shù)炒作曲線上消失，意味著3D打印技術(shù)從整體上已經(jīng)開(kāi)始融入生產(chǎn)與生活。

在Wohler Report 2020中，全球3D打印成品零部件市場(chǎng)花費(fèi)從2016年7.5億美元到2019年15億美元，成長(zhǎng)了超過(guò)一倍。Wohler Report是全球增材制造和3D打印市場(chǎng)的年度調(diào)查報(bào)告，迄今已經(jīng)走過(guò)了25個(gè)年頭。2019年，Wohler Report觀察到了創(chuàng)紀(jì)錄的129家3D打印和增材制造服務(wù)商、114家工業(yè)增材制造系統(tǒng)制造商、40家第三方材料與桌面3D打印機(jī)制造商。同時(shí)，Wohler Report還記錄了全球139個(gè)學(xué)術(shù)與研究機(jī)構(gòu)的活動(dòng)。

普華永道在2017年發(fā)布《全球制造業(yè)新格局：按需生產(chǎn)模式方興未艾》中提及：在下一輪制造業(yè)革命中，3D打印、機(jī)器人等科技將改變工廠生產(chǎn)的方式，而企業(yè)也將重新考慮其產(chǎn)品以及生產(chǎn)基地；小批量、高度個(gè)性化的產(chǎn)品將在流水線完成組裝，產(chǎn)品之精良就好比高科技版的傳統(tǒng)手工藝品。

當(dāng)小規(guī)模、多類(lèi)別的生產(chǎn)場(chǎng)景出現(xiàn)在世界各地時(shí)，對(duì)制造業(yè)的要求就不僅僅是在技術(shù)上單純能夠應(yīng)對(duì)，還需要通過(guò)更快的速度實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的交付。因此，本地化的生產(chǎn)模式或許會(huì)在未來(lái)成為更多制造業(yè)企業(yè)的“標(biāo)配”——直接從本地經(jīng)銷(xiāo)商合作獲取必要材料，聽(tīng)取本地客戶(hù)意見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)快速的產(chǎn)品交付，用新的技術(shù)打造本地化的獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)品。

相比傳統(tǒng)制造業(yè)“多就是好”的生產(chǎn)策略，以及大規(guī)模集約化的生產(chǎn)流程，未來(lái)制造業(yè)需要通過(guò)更豐富的手段收集信息，與客戶(hù)保持密切溝通以及時(shí)了解客戶(hù)需求，同時(shí)也要適應(yīng)小規(guī)模、個(gè)性化的生產(chǎn)場(chǎng)景，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及3D打印技術(shù)的出現(xiàn)，這些都提醒當(dāng)下的制造業(yè)企業(yè)，需要通過(guò)這些新技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字制造：共享制造網(wǎng)絡(luò)

在本次疫情中，各國(guó)企業(yè)將自己過(guò)去積累的3D打印設(shè)備和能力，都及時(shí)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)抗擊疫情所需要的各種設(shè)備，形成了一個(gè)虛擬的共享數(shù)字制造網(wǎng)絡(luò)，不僅及時(shí)滿(mǎn)足了各國(guó)對(duì)于防護(hù)用品和醫(yī)療設(shè)備的緊急需求，也提醒了各國(guó)政府和公共機(jī)構(gòu)對(duì)于建立本國(guó)、本地區(qū)數(shù)字制造能力和數(shù)字制造基地的重要性——不僅僅是對(duì)傳統(tǒng)制造的補(bǔ)充和部分替代，更是應(yīng)對(duì)各種“黑天鵝”事件的應(yīng)急手段甚至是保障生存的“底牌”。

惠普公司作為全球最大的3D工業(yè)打印系統(tǒng)制造商，在今年3月的時(shí)候就將超過(guò)1000個(gè)3D打印部件交付給各地醫(yī)院�；萜赵谖靼嘌腊腿�羅那、俄勒岡州科瓦利斯、加州圣地亞哥和華盛頓州溫哥華的3D研發(fā)中心與世界各地合作伙伴協(xié)同合作，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證并最終確定用于工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用包括面罩、面罩調(diào)節(jié)器、鼻拭子、免提開(kāi)門(mén)器和呼吸器部件等。

空客公司位于西班牙的員工利用空客在西班牙多個(gè)基地的20余臺(tái)3D打印機(jī)以及員工自己的個(gè)人3D打印機(jī)，在今年4月緊急生產(chǎn)制造防護(hù)面罩支架，可在一天內(nèi)生產(chǎn)300個(gè)面罩支架，用于支援西班牙的抗擊疫情需求�？湛臀挥诘聡�(guó)和法國(guó)的基地，也采用3D打印技術(shù)支援西班牙的醫(yī)護(hù)人員。今年3月，歐盟發(fā)布了一則通告，尋求具備3D打印能力的公司的幫助。隨即，來(lái)自汽車(chē)、航空航天、體育用品等行業(yè)的超過(guò)190家公司申請(qǐng)了提供援助。

在中國(guó)，航天科技集團(tuán)五院529廠將制造衛(wèi)星、飛船、探測(cè)器等航天器的3D打印技術(shù)運(yùn)用到醫(yī)用護(hù)目鏡鏡框生產(chǎn)上。面對(duì)疫情造成的人力和物資阻隔，管理人員通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、跟蹤設(shè)備、預(yù)測(cè)故障，一大批護(hù)目鏡框迅速生產(chǎn)并交付組裝，送往抗疫一線。而中國(guó)航天科工集團(tuán)增材制造技術(shù)創(chuàng)新中心積極參與“全球協(xié)同3D打印呼吸閥·馳援意大利”活動(dòng)，將3D打印的呼吸閥捐贈(zèng)轉(zhuǎn)運(yùn)至意大利醫(yī)院。

在本次全球新冠肺炎疫情期間，3D打印的意外“走紅”，各個(gè)企業(yè)和機(jī)構(gòu)在此之前所儲(chǔ)備的3D打印和增材制造能力，紛紛在疫情期間轉(zhuǎn)向生產(chǎn)醫(yī)護(hù)用品，充分了顯示了3D打印和數(shù)字制造的敏捷應(yīng)變能力。在傳統(tǒng)制造無(wú)法及時(shí)響應(yīng)或在重大自然災(zāi)害中出現(xiàn)中斷時(shí)，3D打印與增材制造就顯現(xiàn)出了重大的社會(huì)意義。

無(wú)疑，3D打印和增材制造在本次疫情之前就已經(jīng)走向成熟的工業(yè)化應(yīng)用，而在本次疫情中所表現(xiàn)出來(lái)的全球共享制造協(xié)同效應(yīng)，讓3D打印與數(shù)字制造進(jìn)入了各國(guó)政府與公共機(jī)構(gòu)的主流視野。在制造集群基地配置一定的3D打印能力，不僅是對(duì)傳統(tǒng)制造的有益補(bǔ)充，更是應(yīng)對(duì)未來(lái)公共衛(wèi)生事件以及自然災(zāi)害的重要應(yīng)急手段。（文/寧川）