來源:德國工業(yè)智庫
五年前筆者提出了一個觀點:當3D技術成熟后,大量傳統(tǒng)機床制造商和自動化集成商會進入這個行業(yè),屆時3D打印機制造商將面臨巨大沖擊。而3D打印相關的核心技術擁有者,如關鍵零部件(打印噴嘴),關鍵工藝和材料供應商將迎來極大的發(fā)展空間。
德國弗朗霍夫激光所的最新成果,將激光熔覆工藝用于零件鍍層,也是3D打印的具體應用。激光是支撐3D打印的核心技術之一,所以激光熔覆作為3D打印的一個細分市場,本質上拼的是激光器。
盡管現(xiàn)在還沒有去調研當年蜂擁進場的3D打印機公司現(xiàn)在發(fā)展得如何,但是越來越多的機床和自動化公司確實已經在設備上增加了3D打印功能,特別是非金屬的3D打印系統(tǒng).
實際的使用過程大概是這樣的: 所以在分析一個新型產業(yè)的時候,需要先對其技術構成進行拆解,否則就會得出完全錯誤的結論,做出錯誤的決策。 相對來說,比較危險的行業(yè)是金屬刀具和主軸生產商,特別是用于粗加工和超大切削量的。而全球最大的刀具供應商山特維克恰恰也在金屬熔覆工藝上投入了巨資,一是對沖未來刀具業(yè)務受到3D打印的影響,另外硬質合金刀具的制備也是一種增材工藝,應該說基于粉末冶金工藝,投資研發(fā)硬質合金的3D打印技術,完全沒毛病。 基于相關技術的跨界投資基本上也不會出大問題,這種以技術應用為核心的轉型升級的策略值得我國中小制造企業(yè)學習。制造業(yè)企業(yè)講究踏實,最好不要大破大立。
以下為原文
很多咨詢公司(如麥肯錫)把3D打印技術作為制造業(yè)革命的一項重要因素,認為3D打印技術將配合互聯(lián)網,新一代機器人技術等概念成為未來制造環(huán)節(jié)的重要組成部分。通常認為3D打?。ㄔ鍪匠尚停┖蛡鹘y(tǒng)機床(減式成型)技術互為補充,無法相互取代。但是如果深入分析3D技術成熟后的加工設備(機床)市場,邏輯上會發(fā)生一些有趣的結論:
第一、當3D技術成熟后,大量倒閉的不是傳統(tǒng)機床制造商,而是3D打印機制造商自己。
3D打印技術其實早在80年代就已經出現(xiàn),當時叫快速原型機,實際上就是把焊接頭放在一個三軸數控機床上面。其技術本質是一種快速固化設備與數控技術的集成,不同之處主要體現(xiàn)在沿縱向堆砌固化的方式不同。所以理論上講,只要集成一個固化設備及配套系統(tǒng),傳統(tǒng)數控制造商可以輕松開發(fā)出工業(yè)級高精度3D打印機。因此當3D打印技術(即打印頭和材料)和市場成熟后,大量傳統(tǒng)機床廠商只需把切割頭替換為打印頭就可以推出工業(yè)級3D打印設備。
由于機床廠商在軟硬件技術集成(如運動插補控制,精度補償,結構剛度,驅動控制等)都有著極其豐富的經驗,因此他們開發(fā)工業(yè)級3D打印設備的潛在優(yōu)勢要明顯好于目前從事3D打印設備開發(fā)的大多數廠商。
3D打印制造商除了面臨數控廠家工業(yè)級設備的威脅,還將收到打印機制造商桌面級設備的擠壓。一旦市場成熟,現(xiàn)有打印機廠商將毫不猶豫的推出廉價3D打?。渲牧希┊a品。
所以從技術戰(zhàn)略角度講,目前投資進入3D打印機行業(yè)是沒有任何前途的。技術和市場成熟之時便是眾多企業(yè)倒閉之際。如果上升到理論層面也許可以這樣描述:一個新興產業(yè)如果沒有足夠高的技術門檻而僅憑諸多技術的集成,那么當產品技術和市場趨于成熟時,會招致已有其他行業(yè)的強大競爭者的挑戰(zhàn)而最終導致這個最初的行業(yè)倡導者的消亡,而受益的是行業(yè)上游的零部件,特別是關鍵零部件供應商。
第二、3D打印市場將成就子系統(tǒng)及材料供應商
由于3D打印本質上是傳統(tǒng)成熟技術的集成和發(fā)展,當該市場成熟以后,零部件(特別是關鍵零部件)和材料供應商,將迎來極大的發(fā)展空間。而行業(yè)內一些相關聯(lián)產品和技術的市場也將隨之擴張或萎縮。
與3D打印機整機制造商的大面積倒閉形成鮮明對照的,將是諸多固化成型設備和成型工藝供應商的崛起,伴隨著這些新興領域的崛起,傳統(tǒng)的機械加工主軸(機械主軸和電主軸)的市場份額將會大幅度縮小。理由是一旦傳統(tǒng)數控機床制造商發(fā)現(xiàn)商業(yè)機會,將會大量開發(fā)3D打印設備,把原有機床的切削頭換成打印頭(即固化成型設備),進入3D打印市場。但是小功率高速電主軸的市場會隨著3D打印技術的成熟而獲得增長,原因是打印成型后往往會進行小刀具的雕刻或拋光加工,這就需要更高轉速的電主軸以保證刀具邊緣的線性切削速度。
一些打印技術對環(huán)境要求比較高(如等離子堆砌焊要求真空),因此一些環(huán)境系統(tǒng)設備供應商將獲得更多機會。 在3D打印技術成熟過程中,比較確定能夠獲得較大商機的是材料供應商,更確切地說應該是焊料供應商。下面視頻為3D打印建筑房屋,材料堆砌系統(tǒng)很簡單,但是普通的水泥無法像牙膏一樣擠出形狀,因此需要添加一些纖維樹脂之類的材料增加其粘性,所以巨型房屋3D打印沒什么技術含量,但是建造材料的配方還是有些門道的。
除了材料和硬件,軟件也是一個主要的競爭領域。傳統(tǒng)CAM軟件供應商可以不費吹灰之力開發(fā)出用于生成打印代碼的功能模塊,而且是針對不同坐標軸的算法。也就是說供應商采用車床,銑床,車銑復合床或者龍門結構都可以輕松實現(xiàn)3D打印。
第三、更高集成程度的柔性加工系統(tǒng)
本質上,3D技術理論上可以實現(xiàn)零件成型過程中相對低成本的絕對柔性,鑄造或注塑工藝將被金屬或非金屬打印替代。然而任何加工技術都不是完美的,一個零件加工需要采用多種工藝。而3D打印工藝的最大優(yōu)勢是使得成型工藝更加簡便,成型設備更加簡化和緊湊,便于自動化集成。
目前RH已經在其車銑復合結構上集成了堆積焊(3D打?。┕δ?,即先同時進行3D打印和5軸加工,目前主要應用在于高附加值零件修復和不同材料的鍍層。
總之,3D打印嚴格意義上說并不是技術創(chuàng)新,而是成熟技術的自動化集成,也是特種制造技術的一大類別,實在沒有必要將其拔高到技術革命的地步。
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