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3D打印和增材制造的潛力如此巨大，以至于它可能會顛覆我們所知的制造業。最明顯的變化將是本地化生產，這可能會接替或取代傳統的分布式制造。另一個重大變化是個性化定制的能力。


除了顛覆傳統制造之外，3D打印還將通過使用非石化材料來提高可持續性。新材料將更便宜且更容易采購，這將降低制造成本。這些較低的成本還將影響材料的儲存、運輸和運輸系統的成本。


圖片來源：Unsplash
什么是增材制造？
增材制造是通過材料的逐層疊加(通常是塑料或金屬粉末)來制造物體的過程。這些目標實際上可以是任何東西。只要可以在軟件中設計3D模型，就可以打印出來。
為什么增材制造具有顛覆性？
在傳統制造中，涉及幾個步驟來構思、設計和開發產品。首先，設計師需要設計藍圖。接下來，組織需要與工廠和材料供應商取得聯系。然后，工廠會為該設備生產一個樣品并將其返回給組織(這可能需要數周時間，尤其是如果工廠在海外的話)。如果需要對樣品進行調整，則必須重復此過程，將幾周變成幾個月。一旦到了大規模生產的時候，工廠管理人員就會監督裝配線上的人或機器人手完成生產。然后將成品運回組織。
將其與增材制造進行對比。雖然設計師仍然需要設計藍圖。但是，無需聯系工廠生產樣品和進行大規模生產，兩者都可以在內部使用幾臺3D打印機并在塑料或金屬粉末分銷商的幫助下完成。產品從概念到投放市場所需的時間僅為過去的很小一部分。
對于不具備生產能力的小型組織，工廠將始終存在以進行大規模生產，但無需外包即可生產樣品的能力可以為公司節省大量時間。
可持續生產
3D打印最好的地方之一是它在我們可以選擇的材料方面具有令人難以置信的多樣性。這意味著可以在不更新設備的情況下從不可持續的制造工藝過渡到更可持續的制造工藝——這是當企業面臨越來越大的壓力時需要做的事情。
目前，金屬增材制造最大的有關環境的障礙是粉末的霧化過程。霧化的兩種主要形式是氣體和等離子，會消耗大量能量，對環境友好造成巨大打擊。
因而，目前正在開發新的工藝來解決這一挑戰。例如，基于微波的等離子霧化的變體可以以接近100%的產率回收已經使用過的材料，同時使用比氣體或等離子霧化更少的能量。樹脂材料也正在開發中，從而幫助安全地儲存和回收金屬冷凝物，減少我們產生的廢物。我們甚至可以在家里制作回收塑料長絲。
所有這些技術都使我們能夠利用國內的廢料堆，而不需要依賴國外的生產和開采。我們得到的是一個可持續的生產循環，企業購買使用增材制造廢料制成的材料，3D打印他們的產品，然后將他們的新廢料賣回給回收粉末的生產商。
此外，由蓖麻籽和蓖麻油制成的PA11等生物基材料正變得越來越普遍。這意味著更少的金屬開采和塑料制造。未來3D打印將會使用各種各樣的材料。
智能制造
當前的新興趨勢包括組織的工作流程中增材制造的定制化。在這個發展階段，企業仍在努力了解如何將3D打印與現有的技術相結合。當問題在沒有人工監控的情況下發生，機器學習可以在糾正生產過程中的錯誤和失誤方面發揮作用。這種“智能制造”將顯著提高生產效率、規模和用于設計跨行業產品的流程。
醫療應用
放眼未來，我們會看到3D打印更多地融入生物醫藥行業。事實上，這已經在發生，能夠打印出患者專用的植入物和設備(稱為生物打印)不再只是一個夢想，這也是下一個前沿。正在開發的新材料可以幫助管理藥物、制造生物組織，并最終能夠打印可植入器官。
3D打印的未來是光明的
3D打印是未來。一個對可持續性和消除浪費產生深遠影響的未來。3D打印或增材制造的發展速度驚人。最初只是打印簡單的3D小雕像，如今已成為跨行業和學術界使用的一項新的突破性技術。
如今，我們可以看到有利于地球環境的新材料和霧化工藝正在形成。醫療部門正在使用3D打印來生產患者專用的植入物和設備。樣品制作將能夠在內部完成，而不是依賴海外工廠。我們取得的進步越多，就越清楚未來是建立在增材制造之上的。