增材制造即將實現(xiàn)產業(yè)化，企業(yè)發(fā)展可以這樣四步走

來源： 羅蘭貝格

過去，增材制造是一種制作原型昂貴的小眾技術。如今，金屬增材制造正在進入產業(yè)化階段。當現(xiàn)有增材制造技術開始遭遇固有成本限制時，新型增材生產概念正在動搖市場。企業(yè)必須使自身處于發(fā)展前沿，積極參與技術路線的創(chuàng)造與維護。

新機遇帶來復雜性

隨著金屬3D打印市場的不斷發(fā)展，制造業(yè)企業(yè)需對此采取相應的舉措。過去，增材制造是一種制作原型昂貴的小眾技術，而如今對于某些大規(guī)模生產應用而言，增材制造的價格正變得更為企業(yè)所接受。

新技術固然帶來了新機遇，但也使得局面變得愈加復雜。新企業(yè)攜最新技術進入市場，企業(yè)越來越難以保證掌握最先進的技術，也越來越難以將有時過熱的營銷宣傳與新技術的真正能力區(qū)分開來。

因此，企業(yè)需要掌握市場動態(tài)，制定適當?shù)纳�產技術戰(zhàn)略，以應對新機遇帶來的復雜性。


新激光粉末床熔化技術

說到金屬零件的增材制造，我們首先會想到激光粉末床熔化。若用一個立方體來表示零件性能、批量大小與成本三個維度的復雜關系，可以清楚地看到激光粉末床熔化技術在該立方體中的位置，且立方體中還有很大的空間——這些空間可能被其他技術占據(jù)，我們將在下文中加以論述。


激光粉末床熔化增材制造的三個維度
激光粉末床熔化性能較高，相對而言成本較高

資料來源：羅蘭貝格

與傳統(tǒng)生產制造相比，激光粉末床熔化技術仍然非常昂貴。特別是在大批量應用中，其成本與其他技術存在顯著差距。

成本對比
傳統(tǒng)制造技術與激光粉末床熔化成本對比，假設以下集合形狀表示數(shù)值 (歐元，示意圖)

資料來源：羅蘭貝格

從技術角度而言，激光粉末床熔化的成本有望實現(xiàn)大幅降低。但在接下來的三至五年中，現(xiàn)有訂單的成本不會大幅下降。2014至2020年間，該技術的成本變化軌跡已經明確了與熔模鑄造加工等中等至大批量應用的傳統(tǒng)制造相比，激光粉末床熔化的成本需要在多大程度上得以降低。

近期內，零件成本不會出現(xiàn)革命性的下降
激光粉末床熔化增材制造與傳統(tǒng)制造的成本演變(示意圖)

資料來源：羅蘭貝格

金屬增材制造的現(xiàn)有技術和新型技術

目前，幾種新型金屬增材制造技術隨粉末床熔化或直接金屬沉積技術一同出現(xiàn)。這些技術可以在激光粉末床熔化技術尚未覆蓋的小眾市場上進行補充。然而，從長遠來看，這些技術可以擴大應用范圍，部分取代激光粉末床熔化。

將這些其他技術與激光粉末床熔化一起放在立方體中，可以發(fā)現(xiàn)每種新技術在零件性能、批量大小與成本方面都占據(jù)著一席之地。企業(yè)可以以此為基礎，選擇最適合某個特定項目的應用技術。

主要增材制造技術的現(xiàn)狀
立方體中的金屬增材制造技術(示意圖)

隨著增材制造整體格局迅速變化并帶來新機遇，制造業(yè)企業(yè)需要評估其對業(yè)務產生的影響。最有可能出現(xiàn)的情況是，并非單一技術占據(jù)主導，而是一系列技術共存，不同技術滿足不同客戶的需求。

為了幫助企業(yè)開發(fā)技術路線圖，作為其反映增材制造技術多樣性戰(zhàn)略的一部分，羅蘭貝格建議企業(yè)采用四步走的方法。

第一步：篩選完整的解決方案

首先，對現(xiàn)有可用或接近成熟的技術進行篩選，詳細了解各項技術的功能，判斷其是否與自己的特定業(yè)務相關。

第二步：評估用例

一旦企業(yè)掌握了技術領域，就應系統(tǒng)地審視產品組合，發(fā)掘在整個價值鏈上增材制造的潛在用例。針對這些用例對零件性能、批量大小與成本的要求，確保既考慮到特殊零件的生產，也考慮到其從原型到售后的工程應用。

第三步：用例分組并創(chuàng)建技術路線圖

將用例在立方體中分組。值得注意的是，一些用例可能在立方體中還是空白，但技術的發(fā)展或轉移與新技術的出現(xiàn)可能會填補這些空白。企業(yè)應根據(jù)其對產品與組織的潛在影響來評估每個分組，然后根據(jù)每個分組來制定技術路線圖，以明確在何時以及何種條件下，對每個分組進行增材制造的投資。


部分組合的評價與歸類
第二步與第三步 (示范圖與示例圖)

第四步：定期更新機制

最后，建立一個定期的篩選流程，作為更新技術路線圖的基礎。以上四步走方法成為一個循環(huán)的過程，有助于企業(yè)掌握技術發(fā)展的最高水平，以制定未來的技術戰(zhàn)略。

來源： 羅蘭貝格