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皇冠官网|增材制造:金属打印的技术变革

2021-01-16 02:45:02

【皇冠官网】增材生产技术,或称之为3D打印机技术,根据电脑设计模型、使用材料逐级相加的方法生产产品,被抱有全面革新制造业的首肯。然而,尽管取得媒体的皇冠官网普遍报导,增材生产仍未在实际生产实践中获得大规模应用于。理论上,增材生产技术可以生产更佳的产品,还包括更好的产品种类、优于的产品展现出、更长的使用寿命和更加重的单位重量。

同时,该技术还将带给生产工艺和流程的修改,例如,交货时间由于生产周期的延长大大减缓,生产地点的自由选择更为灵活性,生产工具以求修改,生产废料较传统工艺比起大大减少。尽管总体市场规模较小,增材生产行业正在较慢发展,增长速度强大。目前,全球增材生产市场规模大约为70亿美元,预计未来6年年填充增长率将低约24%,2021年市场规模大约为265亿美元。

增材生产市场一般以光聚合物和热塑材料居多,金属材料只占到其中较小一部分,但近年来,金属打印机这一细分市场高速发展,为工业品领域的零部件加工带给全新的有可能。金属打印机能否在生产效率、质量稳定性和成本掌控上符合汽车等行业大规模商业化生产的市场需求,目前仍是未知数。但有理由坚信,金属打印机一旦获得大规模应用于,终将为当前工业化生产带给变革。

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考虑到投身于金属打印机行业的厂商和投资者,不应摩厉以须,庆贺有可能来临的行业变革。竞争策略的制订,不应基于对金属打印机技术的应用领域以及其价值链的洞察,如此,才未来将会把握住短期、中期和长年的行业转折点。1.增材生产行业价值链增材生产行业还包括沿着上游、生产和服务价值链的六大步骤(参看图2)。

其中,上游模块尤为重要,必须将高度简单的零部件拒绝转化成为图纸和3D模型(牵涉到设计、扫瞄、打印机和检查软件)。目前有数不少企业转入这一价值链模块。

过去几年中,增材生产行业内的企业经历多轮的创业和统合,头部厂商奠定行业领先地位。Autodesk和Materialise是最主要的增材生产软件供应商,部分公司业务牵涉到行业价值链的多个环节,例如Stratasys生产3D打印机和打印机先前处置。部分3D打印机生产商也自行生产金属粉末,但随着行业分工的成熟期化,他们开始向专门金属粉末厂商订购。

预计行业价值链未来将之后较慢演进,随着材料成本的上升和生产工艺的修改,增材生产的单位生产效率将大大提高,并最后带给根本性行业变革。价值链的中间环节将以求修改,特别是在在生产和生产先前处置环节。

生产流程将被重塑和重整,发展出有一个无缝链接的末端到末端价值链。统合可以通过企业内部价值链伸延或企业之间的战略合作来达成协议,OEM厂商特别是在必须强化对价值链各环节的了解理解。其中,知识产权维护、软件研发和设计能力尤为重要。生产效率的提升、增材生产技术带给的新产品和产品质量提高,将更进一步性刺激市场需求端的快速增长,企业做到和利用好发展时机,而其中,备件生产和装修将是两个最重要的近期机会。

2.金属打印机先驱:Siemens和GE2017年2月,Siemens发售金属打印机技术生产的燃气涡轮叶片,伴随着从前期设计到生产后处理的全线金属打印机技术将带给的根本性变革。(参看图3)Siemens首先研发出有基于金属打印机技术的燃气涡轮叶片样品,并对样品展开外用高压能力测试(还包括物理冷却、高温和低离心力),在将该样品加装到涡轮机并顺利测试后,Siemens开始量产金属打印机的涡轮叶片,发展涡轮机的零部件后市场。通过金属打印机技术的应用于和生产环节的内部统合,Siemens主要受益如下:便于不断改进设计,优化涡轮叶片产品展现出全面掌控核心知识产权省却传统生产流程中的铸和纸带等多个简单环节省却供应商环节,提升产品利润率通过应用于金属打印机技术,Siemens的整个生产周期仅有为18个月,与传统生产工艺比起,生产周期大大缩短。

此外,零部件金属打印机技术也可反哺其他产品的工程设计,为Siemens未来金属打印机技术的产品种类扩展作好打算。此外,Siemens还将金属打印机技术顺利应用于涡轮机喷嘴的修理。

此前,喷嘴的修理必须更换掉大部分喷嘴,在用传统方法重新安装新的喷嘴。如今,通过金属打印机技术的应用于,只必须更换掉一小部分喷嘴,再行用金属打印机零件填满才可。修理周期从44周延长到4周,大大提高顾客供货效率、增加修理成本。

GE是另一家将金属打印机技术应用于全线生产的先驱。它在金属打印机技术发展上总计投资15亿美元,其中5千万美元用作投资一家坐落于阿拉巴马州的工厂,主要生产金属打印机LEAP飞机引擎燃油燃烧室(预计2020年燃烧室产量超过35,000个)。

跟由20个零部件构成的传统燃油燃烧室比起,用于金属打印机技术生产出来的燃油燃烧室为一个整体零件,重量增加25%,使用寿命缩短5倍。燃烧室重量的减低,为航空业客户带给燃油成本的明显上升。

3.创意推展金属打印机技术的应用于尽管金属打印机市场仍正处于兴起状态,GE、Siemens和Michelin/FiveswithAddUp等企业金属打印机技术创新的顺利并非个例。多类金属被普遍应用于航空航天、汽车、航海、医药和牙科等诸多行业。然而,金属打印机技术目前大多应用于中小型的简单高值零部件,而这些零部件本身不必须大规模的产量,GE和Siemens的案例乃是如此。

其中众多原因在于,粉末床成形技术(PowderBedFusion)仍是主流,通过热能选择性地熔融金属粉末层区域。市面上大多数(大约80%)金属打印机所用于的都是这项技术。然后,一项新兴的金属打印机技术,即定向能量沉积技术(DirectedEnergyDeposition),正在蓬勃发展。

该技术与传统粉末床成形技术比起,生产效率更高,能以更加较低的单位成本生产更大、更加简单的零部件,将更进一步推展金属打印机技术领域的创意。短期内,金属打印机技术用作大规模生产工业金属部件或许并不大现实,也不大可能全面替代传统生产工艺,但技术的发展正在拓展更好的行业机会。

未来,传统生产技术下的诸多环节将更进一步增加和统合,带给整个行业价值链的精简。对于OEM厂商来说,享有一套低成熟度的软件,对于产品设计和生产流程的优化很最重要。享有跨越整条价值链的全面能力也尤为重要,可以通过企业间的战略合作来已完成。

这将是一个渐进式发展的行业,必须厂商新的检视自己的商业模式,辨识顺利应用于3D打印机技术所需的核心竞争力。【皇冠官网】。

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