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你能打印我一艘宇宙飞船吗?3D打印的魔力与科学

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-15 浏览次数:3
  增材制造,也称为3D打印,已经成熟:我们可以3D打印医疗植入物,喷气发动机和汽车的关键部件,家具甚至食品。
  
  是什么让3D打印变得如此强大和具有破坏性?多功能性和速度。
 
你能打印我一艘宇宙飞船吗?3D打印的魔力与科学
  
  首先,因为它通过在相互之间添加(因此“增材制造”)材料层来工作,所以它允许我们探索用传统生产方法无法实现的几何结构。新的几何形状降低了复杂性和重量,同时增加了强度,柔韧性和其他理想的物理性 当您将3D打印与支持AI的材料科学和生成设计相结合时,您可以在可能的新产品领域实现多重扩展 - 我们刚刚开始探索它。这也允许完全定制:例如为个体患者定制的脊柱植入物。
  
  其次,通过增材制造,我们可以为新产品或部件打印原型,进行测试,然后修改软件蓝图并快速打印新版本 - 加速设计测试 - 原型制作的循环。“使用3D打印的公司正在以前所未有的速度将产品推向市场” MarkForged的创始人兼首席执行官Greg Mark说。
  
  在这种直观的表征背后隐藏着一个复杂而多面的世界。如果您是制造公司,哪种3D打印适合您?如果你想进入3D打印业务,你如何找到自己的利基?什么样的商业模式适合您?
  
  该M4Edge播客最近推出了一系列探索这个迷人的宇宙不同的特征。一些亮点:
  
  硬件仍然是规则。有一天,3D打印机将变得商品化:它们相对容易生产,广泛可互换,价格合理且无处不在,而且它们的利润空间将受到竞争的挤压。但我们距离那一点还很遥远。今天,3D打印机的特定功能至关重要。公司根据其机器特性和3D打印流程不断创新和差异化。
  
  例如,MELD Manufacturing提供的机器可以“在现场”运行,而不是许多其他金属基添加剂制造工艺所需的可控气氛室; 这使他们能够印刷非常大的部件,并在石油钻井平台和军队前沿作战基地上建造或修理零件。
  
  Impossible Objects的机器具有快速沉积速率的特点,允许它们每单位时间产生大量零件 - 在这种情况下,速度等于比例。
  
  软件是关键的推动因素,云有助于扩展。Markforged开发了一种基于云的解决方案,允许在一个位置设计产品和零件,并立即在数千英里之外生产,以便同一公司的不同制造工厂可以实时访问相同的蓝图。
  
  Essentium使用软件检查材料和生产协议,例如挤出温度,以便生产的部件可以通过认证,防止伪造。
  
  重要的是:不同的3D打印机最适合处理不同的材料。有些用于聚合物,有些用于金属。有些提供混合不同材料的能力,甚至可以沿同一部分的不同点改变混合。例如,在制动转子中,您可能希望在与制动衬块接触的点处具有更大的强度,并且在内径中具有更大的延展性。您可以使用铝和碳化硅的混合物来实现这一点,从而增加外缘处的碳化硅浓度。
  
  3D打印已经开始重塑全球供应链。先进经济体正在赢得第一轮:通过熟练的劳动力和可靠,高质量的电力供应,3D打印的效率提高超过了廉价劳动力的好处。这有助于重新支持美国的制造业活动。
  
  但3D打印可实现更小规模和分散生产,更接近最终消费者。新兴市场的新兴市场中产阶级已经开始吸引渴望接近这个增长最快的客户群的生产商。新兴市场可能会占据上风。
  
  增材制造引发了一种新的商业模式:制造即服务,Xometry和3D Hub等公司提供连接中间零件生产商和用户的平台,帮助优化生产能力的使用。
  
  大宗商品市场也将受到影响:随着3D打印的扩大和加速新材料的发现,对不同商品的需求可能会发生重大变化。
  
  3D打印正在改变工作场所所需的技能组合,从而增加了对能够将传统制造技能与强大数字技能相结合的工人的需求。今天,一些3D打印机看起来操作起来非常复杂,而其他3D打印机已经更加用户友好(MELD声称其机器对于普通制造工人来说特别容易学习)。用户界面的进步将有所帮助,但技术和劳动力将需要共同发展。
  
  有一天,我们家里都会有一台3D打印机 - 一个“物质编译器”,在Neal Stephenson的精彩科幻小说“钻石时代”中 - 我们将能够打印出我们想要的大部分内容。到那时,让我们跟踪3D打印如何改变我们依赖的公司的工作以满足我们的需求。
  
  那么,你能给我打印一艘宇宙飞船吗?“还没有,” MELD首席执行官Nanci Hardwick说,“但我们到了那里。”
  
  Marco Annunziata是Annunziata + Desai Advisors的联合创始人,也是GE的前首席经济学家兼业务创新战略主管。

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