描繪了制造業(yè)未來愿景的工業(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)?

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)過程中，3D打印技術(shù)將扮演愈發(fā)重要的角色。

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)所帶來的效率提升，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過采用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，未來將通過系統(tǒng)智能化、打印速度提高和材料成本的降低，將越來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。