增材制造,俗稱(chēng)3D打印,只占了全球700億美元傳統(tǒng)機(jī)床市場(chǎng)的一小部分。雖然3D打印技術(shù)可能在未來(lái)的5-10年內(nèi)開(kāi)始產(chǎn)生巨大效益,但出人意料的是,許多領(lǐng)先公司似乎沒(méi)有意識(shí)到它的潛力,更沒(méi)有有計(jì)劃地去開(kāi)發(fā)這個(gè)市場(chǎng)。
今年年初麥肯錫發(fā)布了一份對(duì)領(lǐng)先制造商的調(diào)查,該調(diào)查顯示40%的受訪者對(duì)增材制造技術(shù)的了解僅限于“媒體報(bào)道”。另外12%的受訪者表示他們認(rèn)為3D打印可能跟他們有關(guān),但是需要了解更多。許多人承認(rèn)他們的公司未能做好充分準(zhǔn)備跟其他公司合作尋找發(fā)展的機(jī)會(huì)。三分之二的受訪者稱(chēng),總的來(lái)說(shuō),他們的公司在發(fā)掘和優(yōu)先發(fā)展新興技術(shù)方面缺乏正規(guī)系統(tǒng)的方法。
我們調(diào)查的管理人員中只有10%的人覺(jué)得3D打印技術(shù)跟他們“息息相關(guān)”。他們認(rèn)為,能夠提高產(chǎn)品的幾何復(fù)雜性、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間是3D打印技術(shù)的主要商業(yè)效益,緊隨其后的是減少加工和裝配成本。那些希望成為下一波3D打印用戶(hù)的受訪者更傾向于認(rèn)為降低備件庫(kù)存也是3D打印的一大好處。簡(jiǎn)而言之,增材制造似乎將改變公司推出產(chǎn)品和響應(yīng)客戶(hù)需求的方式。但是預(yù)測(cè)何時(shí)會(huì)出現(xiàn)“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”卻不是一件容易的事。
這在很大程度上將取決于,何時(shí)和有多快總體打印成本會(huì)下降。目前這項(xiàng)新技術(shù)的成本仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)制造技術(shù)的成本。比如,燒結(jié)成型3D打印技術(shù)的主要成本主要有兩個(gè)方面。機(jī)器本身及其維護(hù)通常占總打印成本的40%到60%。如果使用鋁等普通材料,制造過(guò)程中使用的材料可占總成本的20%到30%;如果使用鈦等特殊材料打印,則占50%到80%。勞動(dòng)力成本和能源消耗構(gòu)成其余的成本。
由于增加了增強(qiáng)自動(dòng)化等新技術(shù)特征,燒結(jié)成型打印機(jī)的價(jià)格很有可能在短期內(nèi)不會(huì)下降,甚至還會(huì)上漲。但是,在未來(lái)的十年內(nèi),由于專(zhuān)利到期和亞洲企業(yè)的加入,燒結(jié)成型打印機(jī)的價(jià)格最終會(huì)下降。長(zhǎng)期來(lái)看,材料成本也應(yīng)該會(huì)下降,因?yàn)榈谌焦緦?lái)會(huì)成為可信賴(lài)的替代粉末供應(yīng)商,更主要的是對(duì)粉末需求的不斷增長(zhǎng)將會(huì)帶來(lái)更大的規(guī)模效益。激光功率和數(shù)量的增長(zhǎng)及打印技術(shù)的發(fā)展將帶來(lái)3D打印吞吐率的增長(zhǎng),所有這些都將會(huì)減少寶貴的機(jī)器加工時(shí)間。
我們對(duì)燒結(jié)成型打印機(jī)的研究考慮了兩種可能性。最“基本”的情景是,成本會(huì)維持在當(dāng)前的水平,企業(yè)逐漸了解增材制造的好處。另一種“市場(chǎng)發(fā)生震蕩”的情景是,打印成本急劇下降——比如說(shuō)在十年內(nèi)下降30%,甚至是50%。成本變化的早期跡象已經(jīng)在塑料燒結(jié)打印機(jī)市場(chǎng)出現(xiàn)了。一家剛進(jìn)入市場(chǎng)的中國(guó)公司正在以低于西方領(lǐng)先供應(yīng)商25%至30%的價(jià)格銷(xiāo)售質(zhì)量相對(duì)不錯(cuò)的激光燒結(jié)成型打印機(jī)。亞洲供應(yīng)商以低于西方競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手30%的價(jià)格銷(xiāo)售在技術(shù)上可以媲美的尼龍粉末。在非傳統(tǒng)材料領(lǐng)域,比如用于制造跑車(chē)的堅(jiān)固輕質(zhì)部件的碳素粉末,價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)則沒(méi)有那么激烈。
雖然3D打印領(lǐng)域之前曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)幾次“假黎明”,但企業(yè)不能因此掉以輕心。因?yàn)閯?chuàng)新的預(yù)期收益不僅僅可能因?yàn)槌杀窘档投鴶U(kuò)大,而且還可能會(huì)創(chuàng)造全新的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品種類(lèi)。尤其是首席執(zhí)行官們和首席運(yùn)營(yíng)官們需要讓他們的公司做好迎接未來(lái)的準(zhǔn)備:各種集成數(shù)字技術(shù)(其中3D打印是最重要的技術(shù)之一)將主導(dǎo)制造業(yè),競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能會(huì)把增材建造納入其價(jià)值鏈中。他們需要致力于提高組織凝聚力,考慮跟具備掌握技術(shù)能力的外部組織合作。
在決策層之外,各個(gè)公司還應(yīng)該在工程、質(zhì)量、運(yùn)營(yíng)和采購(gòu)部門(mén)打造一支優(yōu)秀的管理隊(duì)伍。一些航空航天和醫(yī)療設(shè)備公司已經(jīng)組成團(tuán)隊(duì)掃描其所有產(chǎn)品中能夠從3D打印技術(shù)受益的零部件。此外,在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中引進(jìn)3D打印還需要對(duì)質(zhì)量保證和控制流程作出重大改變:企業(yè)可能需要改變利用模具等傳統(tǒng)的生產(chǎn)工具進(jìn)行大量的前期測(cè)試和驗(yàn)證的舊習(xí)慣做法。因?yàn)樵霾?a href=http://www.yizongshi.cn/index.php?m=content&c=index&a=infolist&typeid=1&siteid=1&type=keyword&serachType=2&key=%E5%88%B6%E9%80%A0 style='color:#57A306' target='_blank'>制造很少需要,甚至完全不需要這些工具,企業(yè)應(yīng)該應(yīng)該懂得采取何種步驟保證產(chǎn)品質(zhì)量。
未來(lái)幾年里,不但有新機(jī)遇,也有新挑戰(zhàn)。擁有懂得如何提高意識(shí)、填補(bǔ)人才缺口和培養(yǎng)必要組織能力的管理人員的公司將會(huì)從這一項(xiàng)突破性技術(shù)受益。
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