3D打印技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品的制造

作者：DHL Customer Solutions & Innovation

3D打印技術(shù)除了進(jìn)行高度定制的生產(chǎn)以滿足個(gè)人需求,，還可以用來制作非常復(fù)雜的產(chǎn)品。這意味著3D打印可能會(huì)對(duì)汽車和制造業(yè)等重工業(yè)產(chǎn)生重大影響,。到2019年，預(yù)計(jì)10%的離散制造商將使用3D打印機(jī)為他們銷售或服務(wù)的產(chǎn)品生產(chǎn)零部件。為了說明目前正在進(jìn)行3D打印的一些復(fù)雜結(jié)構(gòu),，下面是當(dāng)前在制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)3D打印的一些關(guān)鍵范例。

在汽車領(lǐng)域,，初創(chuàng)公司Local Motors已經(jīng)在利用3D打印技術(shù)制造汽車方面取得了相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī),。該公司設(shè)計(jì)了世界上第一輛3D打印電動(dòng)汽車Strati。75%的汽車,，從底盤到車身都是3D打印的,，使用碳纖維增強(qiáng)ABS塑料。從最初的設(shè)計(jì)到原型的最終生產(chǎn),，Local Motors只需要兩個(gè)月的時(shí)間,，充分展示了如何利用3D打印技術(shù)來縮短投放市場(chǎng)的時(shí)間。

許多老牌制造企業(yè)也在制造過程中成功地運(yùn)用了3D打印技術(shù),，并取得了顯著的效果,。這在航空航天和汽車工業(yè)中表現(xiàn)得最為明顯。為了追求發(fā)展和使用先進(jìn)的加法制造技術(shù),，寶馬集團(tuán)迄今已將1萬個(gè)3D打印部件集成到勞斯萊斯幻影系列的生產(chǎn)中,，聲稱這樣的新技術(shù)將縮短生產(chǎn)時(shí)間，并在汽車制造中實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn),。

通用電氣最近開設(shè)了它的多模態(tài)制造工廠,，這是一家大規(guī)模的加法制造工廠，為通用電氣先進(jìn)的LEAP噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)燃料噴嘴等3D打印部件,。通用電氣已經(jīng)使用3D打印技術(shù)快速制造替代材料有一段時(shí)間了�,，F(xiàn)在，該公司正著手將3D打印技術(shù)融入其主要制造流程,。新的燃料噴嘴設(shè)計(jì),，通過3D打印實(shí)現(xiàn),，比傳統(tǒng)生產(chǎn)的早期模型輕25%，耐用性提高5倍,。噴嘴以前由20個(gè)零件組成,，且這些零件必須從不同的供應(yīng)商處采購，然后組裝在一起�,，F(xiàn)在,，他們可以一步完成。

空客公司正在利用3D打印技術(shù)建造飛機(jī),，并已在其最新的A350機(jī)型中引入了1000多個(gè)3D打印部件,。空客也在試驗(yàn)完全3D打印的飛機(jī),。在2016年的國際航空航天展上,，它展示了雷神無人機(jī)——一架完全3D打印的無人機(jī)，由50個(gè)3D打印部件和兩個(gè)電機(jī)組成,。這架飛機(jī)長4米,，重21公斤，只用了4個(gè)星期就建成了,。

分散式按需生產(chǎn)
在遙遠(yuǎn)的環(huán)境中自主創(chuàng)造復(fù)雜產(chǎn)品的能力受到資源開采公司,、太空機(jī)構(gòu)和軍方的高度追捧。第一個(gè)工作應(yīng)用程序已經(jīng)存在,，還有許多正在開發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中,。

3D打印可以將制造業(yè)帶到偏遠(yuǎn)、難以到達(dá)的地區(qū),。2014年，美國海軍在埃塞克斯號(hào)航空母艦上安裝了3D打印機(jī),，訓(xùn)練水手打印所需的備件和武器部件,，減少了交貨時(shí)間，并使他們能夠在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用關(guān)鍵部件,。美國海軍的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是在遠(yuǎn)洋船只上應(yīng)用“隨需應(yīng)變”3D打印無人機(jī)的概念：一艘船離開港口,，船上已經(jīng)裝載了少量的電氣部件和大多數(shù)無人機(jī)設(shè)計(jì)中常見的部件，然后,，根據(jù)任何特定的需要,，例如監(jiān)視或情報(bào)，水手們將能夠自己打印和組裝所需的無人機(jī),。

在航空航天領(lǐng)域,，美國宇航局已與太空3D打印公司簽訂合同，設(shè)計(jì)一款將在國際空間站進(jìn)行測(cè)試的3D打印機(jī),�,！疤�空制造”專注于生產(chǎn)用于太空操作的打印機(jī)和材料,。該公司的最終愿景是在深空探測(cè)任務(wù)中提供所需技術(shù)。與RepRap率先提出的自我復(fù)制3D打印機(jī)的想法相結(jié)合,，這可以支持最復(fù)雜的太空任務(wù),，從行星和彗星的探索到小行星資源的開采。

資源開采項(xiàng)目通常在偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行,，擁有很少的甚至沒有基礎(chǔ)設(shè)施,，這使得備件的交付具有挑戰(zhàn)性。石油平臺(tái)就是一個(gè)很好的例子,。殼牌技術(shù)中心正在探索生產(chǎn)工具的遠(yuǎn)程離岸3D打印,，目的是讓平臺(tái)工作人員能夠自己制作所需工具。

欠發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)通常欠缺制造能力,，與全球供應(yīng)鏈脫節(jié),。Field Ready正在與世界宣明會(huì)(World Vision)合作，在尼泊爾建立一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,，生產(chǎn)救援機(jī)構(gòu)在救災(zāi)營地所需的3D打印用品(反過來,，這將減少向?yàn)?zāi)區(qū)運(yùn)送成套用品的需求)。該公司估計(jì),，這項(xiàng)技術(shù)可以為援助機(jī)構(gòu)節(jié)省40-50%的后勤成本,。

原作者：DHL Customer Solutions & Innovation

來源：3D PRINTING AND THE FUTURE OF SUPPLY CHAINS A DHL perspective on the state of 3D printing and implications for logistics 2016，DHL Customer Solutions & Innovation,，viewed on 29 June 2019,