工業4.0背景下的制造業轉型升級

  所謂“工業4.0”，就是以智能制造為主導的第四次工業革命，其中，智能生產主要涉及整個企業的生產物流管理、人機互動以及3D技術在工業生產過程中的應用等。

  工業4.0概念最初是由德國政府在《德國2020高技術戰略》中所提出的十大未來項目之一，旨在提升制造業的智能化水平。此概念一經推出，便迅速成為德國的另一個標簽，并在全球范圍內引發了新一輪工業轉型競賽。

  為在新一輪工業革命中占領先機，實現制造強國的戰略目標，我國國務院也正式印發了《中國制造2025》行動綱要。在該規劃中，3D打印作為代表性的新興技術共出現6次，貫穿于背景介紹、國家制造業創新能力提升、信息化與工業化深度融合、重點領域突破發展等重要段落，并融入于推動智能制造的主線。

  這一方面體現出我國對3D打印的重視程度，另一方面也彰顯了在戰略層面我國對制造業轉型升級形勢與環境的深刻理解。在傳統制造業轉型升級過程中，3D打印技術將扮演愈發重要的角色。

  3D打印在智能制造中的價值與應用前景

  1.工業4.0時代，3D打印不可或缺

  從構建概念模型、功能性原型，到直接數字化制造，3D打印都在幫助設計師和制造商釋放創意、改善設計、降低成本、提高生產力，已成為各行各業推動創新，強化競爭能力的新途徑和重要工具。

  具體而言，3D打印之于制造業的價值主要體現在以下幾個方面：

  小規模定制：3D打印技術具有按需制造、減少廢棄副產品、材料多種組合、精確實體復制、便攜制造等多種優勢，可大幅降低制造費用，縮短加工周期，實現設計制造一體化和復雜制造，大幅降低生產成本。

  供應鏈管理：3D打印的出現已經改變了原有的供應鏈機制，對供應方式產生深遠的影響。在3D打印支撐的供應鏈模式下，只需提供產品的3D數據包以及相應的耗材，企業按訂單就近生產后即時配送，成品基本上可以做到零庫存。

  自由設計：3D打印一個被低估的重大優勢就是可以實現與生俱來的自由設計。工業設計師可以利用3D打印機創建全新的幾何圖形，制造集各種先進性能于一身的零部件。對于許多采用3D打印的企業而言，自由設計所帶來的效率提升，遠遠超過采用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試產品，3D打印機使他們能夠制造出必要的工具和部件來加快新產品研發進程。借助3D打印機，制造商還能夠生產出其制造與測試系統高效操作所必需的零部件和輔助工具。

  快速上市：許多行業的傳統工業設計不僅流程緩慢，而且成本高昂。3D打印則速度更快，成本更低，借助可使產能加倍的新型解決方案，3D打印的速度優勢將更加明顯，可實現快速的規�；�生產。

  從實際應用情況看，3D打印正成為工業生產的關鍵方式和重要工具，未來將通過系統智能化、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打印技術的應用前景展望

  3D打印目前正處于一個快速發展的階段。Mordor Intelligence最近發布的《2018年至2023年3D打印市場研究報告》顯示，2017年全球3D打印市場價值為83.12億美元，預計到2023年將達到353.6億美元，五年期年復合增長率(CAGR)為27.29%。

  從技術上看，3D打印已經能夠滿足大部分工業應用場景需求；可以實現金屬和塑料等零件以及成品的制造，性能與傳統制造工藝相當；已經解決了原材料制備，所有可焊接的金屬均可使用3D打印技術。

  從成本角度看，3D打印已經在航空、航天、軍工、醫療等高價值及高附加值產業中具備了較高的經濟效益。

  從普及程度看，3D打印目前廣泛用于原型制造，其他方面的應用前景非常廣闊。大量領導企業已率先利用3D打印技術創造出可觀的效益，已經充分挖掘出了3D打印技術的價值，而更大的生產型3D打印解決方案市場亟待開發。

  隨著技術不斷發展，未來3D打印的成本還將進一步降低，性能也將大幅度提升。3D打印作為新興制造技術，未來必將成為企業實現智能制造中得心應手的強大工具。

  Stratasys在智能制造方面的努力

  Stratasys自創立之初，便致力于以“尖端技術創新和應用實踐”來引領行業變革，目前已擁有增材制造技術專利超過1，200項，這些創新在設計原型、工具模具制造及最終生產零件的整個生命周期中都創造了巨大價值。

  在全球3D打印市場高速發展的今天，Stratasys愈發重視中國市場。2017年，Stratasys針對中國市場制定并順利實施了“三大戰略”，并上海設立新辦公室，為航空、汽車、醫療等行業用戶提供了包括設備、材料、咨詢和再設計在內的整體解決方案。

  Stratasys還相繼在上海、北京、深圳這三個城市舉辦年度用戶大會，攜手行業合作伙伴和國內外的專家，將最新最先進的3D打印技術分享給國內用戶。

  Stratasys專門針對中國客戶特別推出了全新的微信服務平臺，現場服務和技術支持、客戶操作培訓、新材料試用、新應用開發等，均可在微信平臺上進行。

  為了滿足用戶與市場的需求，Stratasys還不斷推出更專業化的解決特定行業需求的打印機產品、設計軟件和打印材料等。下面舉幾個例子：

  Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator和Robotic Composite 3D Demonstrator：作為下一代工業級3D打印解決方案，這兩款設備完全適用于航空航天和汽車制造，打破了常規打印方式，一經問世便吸睛無數。

  Stratasys Continuous Build 3D Demonstrator：此款解決方案的發布使Stratasys向利用增材技術進行小批量連續性生產邁出了重要一步。薩凡納藝術與設計學院、In’Tech Industries、FATHOM等都已開始使用該設備增強其產品服務，并挖掘新的業務機遇。

  VeroFlex快速成型方案：這是Stratasys推出的應對眼鏡行業痛點的解決方案，將眼鏡的上市時間從常規的的18個月縮短至8周。從初始的概念迭代到紋理細致的多色模型，甚至還能用于制造精確的功能模型，以供性能測試使用。

  飛機內飾認證解決方案：涵蓋Fortus 900航空版設備和軟件，專為 3D 打印機械性能高度可重復的飛機零件而設計，同時提供完備的認證流程文檔，幫助航空企業更快地獲得更多通過認證的零件，然后將其投放于航班飛行。

  碳纖維3D打印機：Stratasys也即將向中國市場推出專門的碳纖維3D打印機Fortus 380CF版本，鼓勵更多的用戶將高強度、生產級的3D打印技術和材料應用到工具制造和最終生產中。

  全新的GrabCAD Voxel Print軟件解決方案：為用戶提供了對整個設計和3D打印過程的體素級控制，借助操縱微觀體素的能力，用戶可以獲得之前無法實現的3D打印屬性和效果。

  VeroDraft和FullCure 700：這是Stratasys根據中國客戶訴求為本地市場定制了兩款高性價比的新材料，大幅降低了專業3D打印應用的門檻。

  Stratasys一直行走在行業最前端，不斷探索更新的技術與專業應用領域，嘗試更多跨行業合作，釋放3D打印技術的能量，為未來智能制造與智能工廠的實現增添新助力。

  寫在最后如今，3D打印的發展勢頭如火如荼，正在引發全球制造業的顛覆性變革，為全球制造向全球智造的轉型升級注入新動力。無疑，3D打印技術已經成為工業4.0時代最強勁實力的標簽。你，準備好貼標簽了嗎？