西門子的發(fā)現(xiàn)，3D打印的事實(shí)與展望

為更多地深入3D打印領(lǐng)域,，西門子在2015年8月通過旗下的風(fēng)投公司SVC向英國(guó)的3D打印制造商Materials Solutions（MS）提供了戰(zhàn)略投資。而且在16年的8月購(gòu)入85%的股份完成了對(duì)后者的收購(gòu),。西門子這個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)制造巨頭已經(jīng)把手伸到了3d打印領(lǐng)域,。下面南極熊帶大家看一起”世界工業(yè)巨頭“西門子在3d打印方面的一些動(dòng)作。
之前南極熊報(bào)道過,，西門子針對(duì)增材制造的PLM軟件開發(fā),，并且西門子在3D打印領(lǐng)域花了不少力氣，具體來說從支持創(chuàng)業(yè)者到應(yīng)用的開發(fā),。在3D打印領(lǐng)域,，首先是西門子張開雙臂擁抱優(yōu)秀的3D打印初創(chuàng)公司，并通過其下屬的Siemens Technology to Business (TTB)邀請(qǐng)創(chuàng)業(yè)者加入前沿合作伙伴計(jì)劃,。

然后，西門子又在瑞典Finspång投資2千140萬歐元開設(shè)制造金屬3D打印部件的大型工廠,，用于開發(fā)新的或者改進(jìn)的部件,，以及用于更快地維修西門子工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)——例如SGT-800等。使用3D打印技術(shù),，西門子能夠?qū)⒕S修時(shí)間從幾個(gè)月縮短到幾周,。不僅如此，西門子公司還與德國(guó)Fraunhofer 激光技術(shù)研究所合作,，使用SLM 3D打印技術(shù)優(yōu)化了復(fù)雜的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片的制造工藝,。

同時(shí)，西門子技術(shù)研究院在普林斯頓大學(xué)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了一種八條腿的3D打印機(jī)器人,，它的名字是SiSpis,。關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，西門子公司表示將主要用于汽車車身,、輪船,、飛機(jī)機(jī)身等大型零部件的3D打印,。

另外，就是之前南極熊提到的,，西門子還收購(gòu)了英國(guó)3D打印服務(wù)公司Materials Solutions 85%的股份,，Materials Solutions在高溫合金的增材制造方面頗有建樹，核心競(jìng)爭(zhēng)力是對(duì)航空航天零部件的增材制造能力,，以及摩托車運(yùn)動(dòng),、發(fā)電、流體工程領(lǐng)域的高性能零部件,。

當(dāng)然,，最為引人注目的是西門子最近宣布的針對(duì)增材制造要推出的端對(duì)端的PLM解決方案，將覆蓋設(shè)計(jì),、仿真和生產(chǎn)的解決方案,。

西門子在3D打印領(lǐng)域頻頻出手，是看到行業(yè)什么樣的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)呢,？南極熊與大家一起來感受西門子透過行業(yè)分析專家們的視角所認(rèn)可的3D打印的事實(shí)與展望,。

圖：西門子混合增材制造仿真

市場(chǎng)研究人員預(yù)測(cè)增材制造在下一個(gè)十年迎來300%的增長(zhǎng)
從用戶的角度來看，3D打印市場(chǎng)基本上可以分為兩個(gè)部門：桌面型打印機(jī)以及工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備,，工業(yè)級(jí)打印設(shè)備可以用來制造各種材料,，包括塑料、陶瓷和金屬,。這個(gè)市場(chǎng)正處在快速發(fā)展期,，之前達(dá)到第一個(gè)10億美金的市場(chǎng)份額的時(shí)候花費(fèi)了20年時(shí)間，而之后在2012年達(dá)到20億美金的市場(chǎng)份額則只花費(fèi)了5年時(shí)間,，而在下一個(gè)十年,，市場(chǎng)分析師們認(rèn)為這個(gè)行業(yè)將增長(zhǎng)四倍。

從原型到批量生產(chǎn)
Wohlers Associates的分析師預(yù)計(jì)快速原型市場(chǎng)將從2012年的15億美元增長(zhǎng)到2020年的超過50億美元的市場(chǎng)份額,，而Wohlers認(rèn)為增材制造的真正前景是制造,，而不是原型。在個(gè)性化定制領(lǐng)域,，增材制造已經(jīng)成為制造人工髖關(guān)節(jié)和牙齒的一個(gè)現(xiàn)實(shí),。而在工業(yè)制造領(lǐng)域，就西門子來說,，西門子正在打印用于燃?xì)廨啓C(jī)的更換部件,。

圖片：西門子的零件修復(fù)

越來越高效的3D打印
在2013年，麻省理工技術(shù)評(píng)論將增材制造技術(shù)列為十大開創(chuàng)性的技術(shù)之一,。而那個(gè)時(shí)候增材制造還仍然是太慢,、且昂貴的一種技術(shù)，設(shè)備的折舊成本就可以占掉零件成本的一半,。隨之而來的是設(shè)備的升級(jí),，最新一代的設(shè)備使用多個(gè)激光器,，具有更大的建構(gòu)室，并帶有自動(dòng)化的上下料系統(tǒng)以及改進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)功能,。所有的技術(shù)提升都在大幅度提高增材制造技術(shù)的商業(yè)價(jià)值,。

粉末也是一個(gè)主要的成本因素，金屬增材制造領(lǐng)域的資深專家Bernhard Langefeld（曾在西門子工作過）認(rèn)為在接下來的五年內(nèi)金屬打印產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)降低一半,，而在后面的五年會(huì)繼續(xù)下降至百分之三十,。而與此同時(shí)，金屬打印的速度將在未來十年內(nèi)增加到8倍,。

圖片：成本與2023年降為2013年的30%,，速度提升至8倍，來源西門子

產(chǎn)品生命周期價(jià)值的考慮

然而,，市場(chǎng)研究人員并不認(rèn)為增材制造將取代傳統(tǒng)的制造工藝,。增材制造發(fā)揮的主要空間是個(gè)性化定制、小批量生產(chǎn),、特別復(fù)雜的產(chǎn)品,、特殊的材料配方以及功能集成性產(chǎn)品。在個(gè)性化定制領(lǐng)域,，典型的例子包括精確定制的牙齒,、牙冠、髖關(guān)節(jié),、顱骨植入物,， 增材制造也允許企業(yè)更加精確的控制不同材料的微觀晶粒結(jié)合，例如納米陶瓷增強(qiáng)高溫鎳基合金這樣的材料,，并允許企業(yè)在材料的分配上實(shí)現(xiàn)可編程的靈活性,，例如梯度合金的金屬打印制作。

并且在備品備件領(lǐng)域,，增材制造發(fā)揮出特殊的價(jià)值,。不僅能消除儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本也節(jié)省了資金，更能減少停機(jī)時(shí)間,。例如，西門子燃?xì)廨啓C(jī)的維修就是一個(gè)典型的案例,，全新的方法減少了大約百分之九十的維修時(shí)間,，而且那些殘缺的零件不再需要費(fèi)力地與新零件焊接在一起了，相反,，可以直接在主體上以近凈形3D打印的方式制造出缺損部分,，大大降低了維修費(fèi)用。

金屬打印最終產(chǎn)品的三大領(lǐng)域：定制化,、小批量,、復(fù)雜產(chǎn)品
從長(zhǎng)期來看,，是否采用3D打印技術(shù)，還需要考慮產(chǎn)品生命周期的杠桿作用,，這種影響將很快在航空工業(yè)以及汽車業(yè)中凸顯出來,。簡(jiǎn)單地說，通過增材制造的產(chǎn)品,，成本可能是傳統(tǒng)制造的十倍,，但如果這個(gè)產(chǎn)品降低了百分之一的燃料消耗，那在整個(gè)產(chǎn)品的使用壽命周期內(nèi),，增材制造是有效的,。

關(guān)于增材制造的市場(chǎng)前景發(fā)展預(yù)測(cè)，恐怕所有的目前的市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)都需要重新審視各自預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)了,，南極熊認(rèn)為,，西門子花費(fèi)如此大的精力去布局3d打印機(jī)領(lǐng)域，更加說明增材制造的應(yīng)用面即將全面打開,，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域,。請(qǐng)關(guān)注南極熊3d打印網(wǎng)。
來源：3d科學(xué)谷
延伸閱讀：
西門子與阿聯(lián)酋政府和企業(yè)簽訂3D打印發(fā)展合作協(xié)議
將增材制造推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化,，西門子提供端到端的PLM增材制造解決方案