Materialise副總裁：3D打印發(fā)展的三個階段

近日，Materialise副總裁兼軟件部門總經(jīng)理Stefaan Motte先生回顧了3D打印的歷史,，并重點介紹了這項新興技術(shù)發(fā)展的三個階段以及Materialise如何能一直成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

讓3D打印可用

對于從早期開始一直關(guān)注3D打印的人來說,，這不是一項新技術(shù),。大約三十年前第一臺3D打印機問世，當(dāng)時3D打印技術(shù)還在探索初期,。我們的首席執(zhí)行官Fried Vancraen先生在1990年購買了他的第一臺3D打印機,，但他發(fā)現(xiàn)這臺打印機的打印質(zhì)量并不好，打印高質(zhì)量的部件就更不可能,。于是他組建了一個小團隊開始編寫最初的軟件代碼,，讓打印機能夠?qū)⒃O(shè)計變?yōu)楝F(xiàn)實。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,，這個充滿激情的比利時團隊試圖打印的第一個部件是什么呢？當(dāng)然是啤酒杯,。這是一個真實的故事,。那時候3D打印出典型的比利時星形啤酒杯是不可能的，這也是我們Magics軟件的第一個挑戰(zhàn),。當(dāng)時,，我們專注于讓3D打印機變得可用，增強軟件和打印機之間的連接,。隨著更多新設(shè)計的產(chǎn)生,，例如復(fù)雜的、輕量化的結(jié)構(gòu)和仿生形狀,，我們又進一步開發(fā)軟件,，將這些設(shè)計用3D打印變?yōu)楝F(xiàn)實。

讓3D打印有意義

在我們和整個行業(yè)讓3D打印變得可用后，問題很快就變成了：我們?nèi)绾螒?yīng)用這項新技術(shù),？換句話說：哪些3D打印應(yīng)用是有價值,、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)計和制造優(yōu)化的應(yīng)用,。通過共同創(chuàng)造,、深入?yún)f(xié)作的過程，我們幫助企業(yè)找到可以產(chǎn)生實際業(yè)務(wù)增長的有意義的應(yīng)用,。

Materialise 3D打印膝關(guān)節(jié)外科手術(shù)導(dǎo)板

一個非常有影響力的案例是3D打印在助聽器行業(yè)的應(yīng)用,。在助聽器行業(yè)發(fā)現(xiàn)3D打印的變革力量后，這個行業(yè)發(fā)生了快速且不可逆轉(zhuǎn)的變化,。500天內(nèi),，美國超過90％的助聽器公司從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)為3D打印，整個行業(yè)在短短幾個月內(nèi)就發(fā)生了顛覆,。3D打印對醫(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)生實現(xiàn)了理想的治療效果。今天,，我們正在利用這些變革的藍圖實現(xiàn)眼鏡行業(yè)的轉(zhuǎn)變,。我們也看到制造業(yè)企業(yè)越來越多地應(yīng)用3D打印。汽車,、航空航天和消費品行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者也轉(zhuǎn)向3D打印,，因為他們認識到3D打印帶給現(xiàn)有垂直行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計優(yōu)化能力，以及3D打印在新興市場中創(chuàng)造重要商機的潛力,。

讓3D打印有回報


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),、更好更快的打印機和更高的自動化程度不斷為3D打印行業(yè)提供新的動力,。這有助于將3D打印不僅僅定位為原型技術(shù)，同時也是生產(chǎn)最終產(chǎn)品的一種重要的替代性,、補充性制造技術(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。我們的下一個挑戰(zhàn)是：我們能讓它變得有回報嗎,？

為了使3D打印變得有回報,，我們需要擴大生產(chǎn)規(guī)模,，實現(xiàn)批量制造。我們需要實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn),，使其具有經(jīng)濟性,、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)動因素：勞動力,、材料和打印機,，從而擴大其運營規(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)勉強收支平衡,，賺取利潤十分困難，尤其對于同質(zhì)化產(chǎn)品,，競爭尤為激烈,，這正是我們的軟件能夠發(fā)揮關(guān)鍵作用的地方。

一個杰出的案例是我們的e-Stage for Metal軟件,，它可以自動為金屬3D打印生成支撐結(jié)構(gòu),。該軟件將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的時間縮短了90％，將支撐移除的時間縮短了50％,，并使粉末回收率接近100％,。另一個案例是我們用于激光燒結(jié)的自動嵌套功能。它能夠一次多打印25％的部件,，從而提高打印機的生產(chǎn)力,。此外，自動嵌套可將人工處理時間從8小時減少到40分鐘,。

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除了自動化,，通過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創(chuàng)建虛擬原型來預(yù)測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%�,，F(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,，特別是對于金屬3D打印。

讓我們看一組數(shù)字,。一臺金屬打印機運行一年通常需要花費大約400,000到500,000美元,。我們的自動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)萬美元,，具體取決于部件的幾何形狀�,？偟膩碚f,，軟件可以將打印機的總成本降低10％或更多。對于能以5％的利潤率運行的工廠來說（實際上并沒有多少工廠能以5％的利潤率運行）,，這意味著是虧損還是盈利,。

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隨著越來越多的公司正在將3D打印作為一種替代性制造技術(shù),，打印服務(wù)機構(gòu)所面對的成本競爭環(huán)境比以往更激烈,。因此，他們正在尋找提升運營規(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,，同時擴大業(yè)務(wù)規(guī)模以滿足未來客戶的需求。