通過3D列印，定制生產將變得可擴展

2022-12-12

大規模個性化和定制可能是工業變革和採用3D列印進行生產的催化劑。

產品開發的故事一直是原型的概念，直到產品準備好生產。生產意味著在盡可能少花錢的情況下製造盡可能多的產品，為你的業務或發明提供一個健康的利潤空間。

在製造業中，這被稱為低混合、高產量。舊的製造方法是關於在實現大規模生產和保持品質之間尋找中間地帶。隨著技術的變化和製造方法的適應，市場也在變化。

在探索市場需求和產品創新哪個先出現時，這肯定是先有雞還是先有蛋的情況，但不可否認的是，無論如何，生產都必須適應。目前，市場需求的趨勢與過去的低組合、大批量生產相反。大規模個性化，或高混合，小批量生產，正在慢慢取代傳統的生產方式，並將繼續這樣做，這要歸功於自動化和增材製造。

用於生產的3D列印剛剛站穩腳跟

添加製造技術最早是在30多年前發展起來的。從那時起，這項技術已經進入了許多行業和利基市場，但它從未真正成為真正的製造業或生產的變革力量——直到最近。

一些障礙減緩了3D列印在生產中的應用。大部分挑戰在於零件品質、精度或生產時間。添加製造行業正在慢慢改變行業對這種製造方法的看法。

雖然一些早期採用者和愛好者已經認識到了添加製造的價值，但最近的新冠肺炎·疫情為許多公司啟動了車輪。供應鏈中斷和不斷變化的勞動力有助於動員數字製造社區，許多公司被迫認識到3D列印可以做什麼。

標緻可以被認為是生產添加劑技術的早期採用者。當傳統材料和製造工藝無法滿足公司的設計規格時，它轉向了3D列印。(圖片鳴謝:惠普。)

惠普3D列印解決方案走向市場的全球負責人韋恩·戴維(Wayne Davey)表示，“過去兩年，傳統供應鏈讓許多行業感到沮喪，因為它們無法快速運送貨物。”

使用先進的3D列印解決方案開發新的供應鏈戰略是加速轉型的一種方式，使傳統供應鏈更加高效和靈活。Davey以日產為例，因為該公司正在使用惠普的技術為舊汽車生產3D列印的替換零件。通過為老爺車製造零件來利用它所學到的東西，將有助於為未來的增材技術設計和開發提供資訊。

大規模個性化是由數據驅動的

隨著產品變得更容易製造，個性化或定制化可以開始起飛。有了具有生產能力的3D印表機這樣的工具，我們不再被局限於受制造技術限制的盒子裏。有機的形狀是任何機械師的剋星，並且/或者需要機器工具，當你增加更多的運動度時，機器工具會變得極其昂貴。添加劑是填補這一空白的答案，但直到最近它才成為一種可行的生產工具。

Davey說，“3D列印不僅僅是簡單地競爭同一產品的成本和速度優化。當工程師利用快速原型技術開發出目前無法製造的產品，並利用數據驅動的洞察力將其轉化為最終零件的大規模生產時，3D的真正潛力就實現了。”

因為3D列印擅長高混合、小批量生產，所以數據驅動的設計可以真正得到利用。通過3D列印，可以輕鬆創建獨特的幾何形狀和嵌套結構，這意味著零件可以真正實現其獨特的功能。

我們都經歷過試圖找到一個螺母來配合一個奇怪尺寸的螺栓的挫敗感。也許你不得不特別訂購一些部件來適應，但需要很長時間才能到達。將這些挫折與新冠肺炎疫情經歷的供應鏈挑戰結合起來，你就有了一個精疲力竭的工程師，一個糟糕的產品，或者兩者兼而有之。

從這個意義上說，添加劑可以提供定制的機會。在過去，當從原型開發轉向生產時，這些機會經常導致再次受挫。現在3D列印的能力對於真正的製造業來說變得更加現實，它打開了我們從未見過的產品開發之門。

Davey補充道:“這方面的一個很好的例子是惠普與Cobra Golf和Parmatech的合作，其中首款限量版3D列印推杆正在使用惠普Metal Jet進行商業生產。KING Supersport-35推杆的特點是由格子梁支撐的薄外骨骼——與由實心金屬塊製成的傳統推杆完全不同。”

Cobra球杆上的網格結構提供了更高的球速、更多的寬容和更高的性能，這要歸功於沒有3D列印就難以製造的設計。(圖片鳴謝:惠普。)

事實上，Cobra Golf正在使用3D列印技術為一個名為King 3D列印系列的產品線中的三個超大型號進行列印。添加劑技術允許該公司創建一個尼龍網格彈藥筒，以優化高“慣性矩”和穩定性的重量分佈。

Cobra使用惠普金屬噴射3D列印大規模生產其個性化產品。(圖片鳴謝:惠普。)

惠普正在努力利用數據來更好地理解設計和市場需求，該公司認為這將導致更容易應用機器學習的技術。這一概念將使設計者和製造商更好地瞭解零件的生命週期和最終用戶，從而通過改進設計生產出更好的零件。Davey說:“從供應鏈到零件的使用壽命，整個端到端生命週期都將得到簡化，能夠以可管理的自動化方式分析和利用見解。

大規模個性化的價值

大規模生產的世界正在發生變化——這是顯而易見的。但是大眾個性化的價值是什麼？我們真的需要每樣東西都定制化，迎合我們的每一個突發奇想嗎？

顯然，這種大規模個性化的概念是幾個行業和市場的顛覆者。醫療設備領域是一個非常需要個性化理念的行業。

回到2021年，惠普宣佈推出Arize矯正解決方案，這是一個端到端的數字矯形系統，可以幫助足病醫生創建更合適的3D列印矯正器。但是有些醫療空間需要更精細的定制。

美國的SmileDirectClub和歐洲的Impress正在使用增材製造來個性化牙科行業的完整生產。“他們正在利用3D列印技術大規模製造高度個性化的產品，從而拓展口腔護理的界限——我們越個性化，最終客戶的結果就越好，”戴維說。