為什么選擇 3D 打�,�,？——人類需求與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型

導(dǎo)讀：眾所周知，增材制造技術(shù)發(fā)展的越來越迅速,，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)中,，那么為什么增材制造會成為未來制造業(yè)不可或缺的一部分？別著急,，南極熊將在下文中探討先進技術(shù)與不斷變化的人類需求之間的內(nèi)在關(guān)系,，同時探究工業(yè) 4.0背景下3D打印的興起。



人類需求與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型：共生進化
第四次工業(yè)革命的到來代表著一種新的技術(shù)變革,，反映了技術(shù)創(chuàng)新為滿足人類不斷增長的需求而不斷發(fā)展的情況,。技術(shù)與人類需求之間的動態(tài)相互作用并不是什么新鮮事，并且在整個歷史中反復(fù)出現(xiàn),。為了更好地理解人類需求的進展，人們可以求助于馬斯洛的需求層次結(jié)構(gòu),，這是一種心理學(xué)理論,，將這些需求從最基本的到最高級的進行分類。Minwha Lee 等人的一項研究（2018）進一步闡述了這些不斷變化的人類需求與新技術(shù)的出現(xiàn)之間的關(guān)系,，從而導(dǎo)致了隨后的工業(yè)革命,。

馬斯洛的框架從食物、水和住所等基本生理需求開始,，然后發(fā)展到安全,、愛、歸屬感和尊重,，最終達到自我實現(xiàn),。當(dāng)人類的各個層次的需求得到滿足時，個人就會進步到下一個層次,，從而促進旨在滿足這些不斷變化的需求的新技術(shù)的發(fā)展,。隨著時間的推移，重點已經(jīng)從滿足基本的物質(zhì)需求轉(zhuǎn)向豐富的社會聯(lián)系,。目前,，我們觀察到人們越來越重視滿足尊重需求和促進自我實現(xiàn),，這在很大程度上以個人或“我”為中心。

歷史上的每一次工業(yè)革命都與這些不斷變化的需求相對應(yīng),，如下所示：



1. 生理和安全需求：生存和所有權(quán)
第一次和第二次工業(yè)革命：這些階段主要是由解決生存,、所有權(quán)以及食物和住房等基本必需品的需求驅(qū)動的。這些革命的成功將技術(shù)創(chuàng)新傳播到整個社會,，減少了工作時間并提高了工資,，從而為更高層次的需求奠定了基礎(chǔ)。

2.社交需求：聯(lián)系和溝通
第三次工業(yè)革命：以計算機,、自動化和社交網(wǎng)站 (SNS) 的興起為標(biāo)志,，這個時代將全球人民聯(lián)系在一起，培養(yǎng)社區(qū)意識,，并為物理世界和網(wǎng)絡(luò)世界的融合奠定基礎(chǔ),。

3.尊重需求：自我表達、創(chuàng)造和創(chuàng)新
第四次工業(yè)革命（工業(yè)4.0）：在自我表達,、地位以及人類對創(chuàng)造和創(chuàng)新的渴望的驅(qū)動下,，這一階段的特點是顛覆性創(chuàng)新。向工業(yè)4.0的過渡代表著通過進一步滿足人類愿望來創(chuàng)造新價值和財富的嘗試,。隨著傳統(tǒng)制造業(yè)在新的工業(yè)轉(zhuǎn)型中面臨挑戰(zhàn),，機器人和 3D 打印受到關(guān)注。

當(dāng)前的轉(zhuǎn)變催生了“數(shù)字孿生”社會,，其中物理領(lǐng)域的各個方面都通過物聯(lián)網(wǎng),、傳感器、人工智能和其他數(shù)據(jù)收集方法與其網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)部分相連,。這為“智能”物理社會奠定了基礎(chǔ),，通過人工智能進行微調(diào)，為未來的進步鋪平道路,。

隨著人類需求的不斷發(fā)展,，物理世界和網(wǎng)絡(luò)世界之間的融合需求不斷增長，3D 打印占據(jù)了中心舞臺,。它作為工業(yè) 4.0 框架中的關(guān)鍵物理推動者,，完美地滿足了我們對個性化、靈活性和創(chuàng)新日益增長的需求,。在此過程中,，增材制造體現(xiàn)了第四次工業(yè)革命的無限潛力，成為人類愿望與有形世界中技術(shù)可能性之間的橋梁,。

AM 滿足的需求：個性化,、創(chuàng)造力及其他



傳統(tǒng)的制造工藝盡管堅固耐用，但常常面臨諸如不靈活性、浪費,、嚴(yán)格的設(shè)計限制和漫長的生產(chǎn)周期等挑戰(zhàn),。這些因素不僅會增加成本，還會削弱創(chuàng)新,、美觀和滿足個性化需求的能力,。

3D 打印是一種正在改變制造格局的革命性解決方案。與依賴模具和切削工具的傳統(tǒng)方法不同,，增材制造通過數(shù)字設(shè)計逐層構(gòu)造物體,，促進按需生產(chǎn)和復(fù)雜的幾何形狀。以下是增材制造需要滿足的人類需求：

●個性化需求：AM 的方法可實現(xiàn)無與倫比的定制,，滿足個人喜好和要求,。從時尚到汽車，增材制造正在使消費者成為創(chuàng)造者,，使產(chǎn)品與個人身份保持一致,。

●自我表達：AM 通過設(shè)計、藝術(shù)和創(chuàng)新促進自我表達,。3D打印是一個創(chuàng)造力的平臺,，讓人們看到自己的想法變成現(xiàn)實。

●創(chuàng)造力,、知識和創(chuàng)新：增材制造加速創(chuàng)新的實施,，賦予設(shè)計師和工程師探索和學(xué)習(xí)的自由。它是知識,、理解,、表演、美和藝術(shù)表達的催化劑,。

●可持續(xù)性和效率：增材制造不僅是一種替代方案,，而且能夠大幅減少浪費并加快生產(chǎn)周期。它是創(chuàng)新和效率新時代的加速器,，完美契合工業(yè) 4.0 的原則。

通過超越傳統(tǒng)制造的局限性,，滿足人類不斷增長的自我創(chuàng)造,、個性化和自我實現(xiàn)的愿望，增材制造不僅僅是一項技術(shù)進步,，更是一項技術(shù)進步,。它象征著第四次工業(yè)革命的無限可能性。

3D 打印在數(shù)字化制造中的未來



增材制造的未來充滿希望,，包括硬件,、材料和軟件等領(lǐng)域的創(chuàng)新，以及更大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型領(lǐng)域。

1. 以數(shù)據(jù)為中心的技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)和連接：隨著各行業(yè)傾向于數(shù)據(jù)驅(qū)動的流程,，增材制造系統(tǒng)將越來越多地得到物聯(lián)網(wǎng)的增強,。這種融合將實現(xiàn)預(yù)測性維護、遠程監(jiān)控和實時適應(yīng)性,。

數(shù)據(jù)驅(qū)動制造：未來增材制造將嚴(yán)重依賴大數(shù)據(jù)和分析進行實時優(yōu)化,，使企業(yè)能夠動態(tài)響應(yīng)市場變化。

2. 數(shù)字世界和物理世界的融合：
數(shù)字孿生和仿真：未來十年將看到數(shù)字孿生在增材制造中的全面集成,，使實時仿真成為常態(tài)而不是例外,。這將徹底改變產(chǎn)品開發(fā)周期。

信息物理系統(tǒng)：未來增材制造將無縫集成數(shù)字世界和物理世界,，從而成為工業(yè) 4.0 生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,。

3、自動化,、智能化：
人工智能和自動化：人工智能的作用正在從自動化設(shè)計和流程優(yōu)化演變?yōu)榻Y(jié)合預(yù)測分析和自適應(yīng)質(zhì)量控制,。增材制造的真正市場潛力將通過使技術(shù)更易于使用來釋放。

4. 數(shù)據(jù)安全：
區(qū)塊鏈和完整性：隨著數(shù)字威脅的升級,，區(qū)塊鏈將成為增材制造不可或缺的一部分,，確保數(shù)據(jù)完整性并為整個制造生命周期提供防篡改記錄。

結(jié)論
3D打印不僅僅是另一種生產(chǎn)方法,，也是我們當(dāng)前工業(yè)格局中的變革催化劑,。增材制造的影響被放大，因為它與推動當(dāng)今數(shù)字化轉(zhuǎn)型的數(shù)字技術(shù)緊密結(jié)合,，能夠滿足不斷變化的人類需求,。增材制造不僅僅是一種工具，它還是工業(yè) 4.0 不斷發(fā)展的架構(gòu)中的基石,。