知名軟件副總裁談3D打印發(fā)展的三個(gè)階段
發(fā)布時(shí)間：2020-09-28 09:07:23 點(diǎn)擊次數(shù)：113
近日，Materialise副總裁兼軟件部門總經(jīng)理StefaanMotte先生回顧了3D打印的歷史，并重點(diǎn)介紹了這項(xiàng)新興技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段以及Materialise如何能一直成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。
讓3D打印可用
對(duì)于從早期開始一直關(guān)注3D打印的人來(lái)說(shuō)，這不是一項(xiàng)新技術(shù)。大約三十年前第一臺(tái)3D打印機(jī)問(wèn)世，當(dāng)時(shí)3D打印技術(shù)還在探索初期。我們的首席執(zhí)行官FriedVancraen先生在1990年購(gòu)買了他的第一臺(tái)3D打印機(jī)，但他發(fā)現(xiàn)這臺(tái)打印機(jī)的打印質(zhì)量并不好，打印高質(zhì)量的部件就更不可能。于是他組建了一個(gè)小團(tuán)隊(duì)開始編寫最初的軟件代碼，讓打印機(jī)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這些代碼便是Magics軟件的起源——當(dāng)前用于為3D打印準(zhǔn)備文件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件。
那么，這個(gè)充滿激情的比利時(shí)團(tuán)隊(duì)試圖打印的第一個(gè)部件是什么呢？當(dāng)然是啤酒杯。這是一個(gè)真實(shí)的故事。那時(shí)候3D打印出典型的比利時(shí)星形啤酒杯是不可能的，這也是我們Magics軟件的第一個(gè)挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)，我們專注于讓3D打印機(jī)變得可用，增強(qiáng)軟件和打印機(jī)之間的連接。隨著更多新設(shè)計(jì)的產(chǎn)生，例如復(fù)雜的、輕量化的結(jié)構(gòu)和仿生形狀，我們又進(jìn)一步開發(fā)軟件，將這些設(shè)計(jì)用3D打印變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
讓3D打印有意義
在我們和整個(gè)行業(yè)讓3D打印變得可用后，問(wèn)題很快就變成了：我們?nèi)绾螒?yīng)用這項(xiàng)新技術(shù)？換句話說(shuō)：哪些3D打印應(yīng)用是有價(jià)值、有影響力和有意義的？3D打印不僅是“不同的創(chuàng)造方式”，更是“創(chuàng)造不同的方式”。成功應(yīng)用該技術(shù)的關(guān)鍵在于找到真正受益于3D打印提供的工藝、設(shè)計(jì)和制造優(yōu)化的應(yīng)用。通過(guò)共同創(chuàng)造、深入?yún)f(xié)作的過(guò)程，我們幫助企業(yè)找到可以產(chǎn)生實(shí)際業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的有意義的應(yīng)用。
一個(gè)非常有影響力的案例是3D打印在助聽(tīng)器行業(yè)的應(yīng)用。在助聽(tīng)器行業(yè)發(fā)現(xiàn)3D打印的變革力量后，這個(gè)行業(yè)發(fā)生了快速且不可逆轉(zhuǎn)的變化。500天內(nèi)，美國(guó)超過(guò)90％的助聽(tīng)器公司從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)為3D打印，整個(gè)行業(yè)在短短幾個(gè)月內(nèi)就發(fā)生了顛覆。3D打印對(duì)醫(yī)療保健行業(yè)也產(chǎn)生了巨大影響，我們創(chuàng)造了第一個(gè)定制化手術(shù)導(dǎo)板和定制化手術(shù)植入體，改變了人們的生活，并幫助研究人員、工程師和臨床醫(yī)生實(shí)現(xiàn)了理想的治療效果。今天，我們正在利用這些變革的藍(lán)圖實(shí)現(xiàn)眼鏡行業(yè)的轉(zhuǎn)變。我們也看到制造業(yè)企業(yè)越來(lái)越多地應(yīng)用3D打印。汽車、航空航天和消費(fèi)品行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者也轉(zhuǎn)向3D打印，因?yàn)樗麄冋J(rèn)識(shí)到3D打印帶給現(xiàn)有垂直行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力，以及3D打印在新興市場(chǎng)中創(chuàng)造重要商機(jī)的潛力。
讓3D打印有回報(bào)
至此，我們已經(jīng)證明我們能夠讓3D打印變得可用。新材料的開發(fā)、更好更快的打印機(jī)和更高的自動(dòng)化程度不斷為3D打印行業(yè)提供新的動(dòng)力。這有助于將3D打印不僅僅定位為原型技術(shù)，同時(shí)也是生產(chǎn)最終產(chǎn)品的一種重要的替代性、補(bǔ)充性制造技術(shù)。我們也已經(jīng)使得3D打印變得有意義，目前我們已經(jīng)找到并開發(fā)出了一些可以真正受益于3D打印變革力量的有意義的應(yīng)用，并且在繼續(xù)尋找新的應(yīng)用。我們的下一個(gè)挑戰(zhàn)是：我們能讓它變得有回報(bào)嗎？
為了使3D打印變得有回報(bào)，我們需要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，實(shí)現(xiàn)批量制造。我們需要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，使其具有經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)性和盈利性。
面向生產(chǎn)力的軟件
如今，醫(yī)療、航空和汽車行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)正在采用3D打印來(lái)生產(chǎn)最終產(chǎn)品。我們的軟件幫助企業(yè)解決主要成本驅(qū)動(dòng)因素：勞動(dòng)力、材料和打印機(jī)，從而擴(kuò)大其運(yùn)營(yíng)規(guī)模，提高其盈利能力和生產(chǎn)力。3D打印行業(yè)的現(xiàn)狀是：許多中小型企業(yè)的業(yè)務(wù)勉強(qiáng)收支平衡，賺取利潤(rùn)十分困難，尤其對(duì)于同質(zhì)化產(chǎn)品，競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈，這正是我們的軟件能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用的地方。
一個(gè)杰出的案例是我們的e-StageforMetal軟件，它可以自動(dòng)為金屬3D打印生成支撐結(jié)構(gòu)。該軟件將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的時(shí)間縮短了90％，將支撐移除的時(shí)間縮短了50％，并使粉末回收率接近100％。另一個(gè)案例是我們用于激光燒結(jié)的自動(dòng)嵌套功能。它能夠一次多打印25％的部件，從而提高打印機(jī)的生產(chǎn)力。此外，自動(dòng)嵌套可將人工處理時(shí)間從8小時(shí)減少到40分鐘。
除了自動(dòng)化，通過(guò)使用仿真軟件也可以提高生產(chǎn)力。仿真可幫助操作員通過(guò)創(chuàng)建虛擬原型來(lái)預(yù)測(cè)和分析打印期間部件的行為，從而優(yōu)化打印準(zhǔn)備流程，減少重新打印和打印失敗帶來(lái)的高額損失。在將仿真應(yīng)用于我們自己的打印流程中，我們發(fā)現(xiàn)：以同等質(zhì)量打印相同的部件能夠提速42%。現(xiàn)今，金屬部件的打印失敗率為10％至15％，這些部件需要重新打印。而打印失敗的或打印出不合格部件的成本是非常昂貴的，特別是對(duì)于金屬3D打印。
讓我們看一組數(shù)字。一臺(tái)金屬打印機(jī)運(yùn)行一年通常需要花費(fèi)大約400,000到500,000美元。我們的自動(dòng)化支撐生成軟件可以降低10％（40,000美元）的成本。增加仿真模塊后的軟件能夠幫助用戶降低打印失敗率，在此前基礎(chǔ)上再節(jié)省數(shù)萬(wàn)美元，具體取決于部件的幾何形狀?？偟膩?lái)說(shuō)，軟件可以將打印機(jī)的總成本降低10％或更多。對(duì)于能以5％的利潤(rùn)率運(yùn)行的工廠來(lái)說(shuō)（實(shí)際上并沒(méi)有多少工廠能以5％的利潤(rùn)率運(yùn)行），這意味著是虧損還是盈利。
隨著越來(lái)越多的公司正在將3D打印作為一種替代性制造技術(shù)，打印服務(wù)機(jī)構(gòu)所面對(duì)的成本競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境比以往更激烈。因此，他們正在尋找提升運(yùn)營(yíng)規(guī)模、提高生產(chǎn)力和降低總成本的方法。軟件，特別是仿真軟件，將幫助他們逐漸降低主要的成本，同時(shí)擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模以滿足未來(lái)客戶的需求。
