來源:德國工業(yè)智庫
五年前筆者提出了一個觀點(diǎn):當(dāng)3D技術(shù)成熟后,大量傳統(tǒng)機(jī)床制造商和自動化集成商會進(jìn)入這個行業(yè),屆時3D打印機(jī)制造商將面臨巨大沖擊。而3D打印相關(guān)的核心技術(shù)擁有者,如關(guān)鍵零部件(打印噴嘴),關(guān)鍵工藝和材料供應(yīng)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(yīng)用。激光是支撐3D打印的核心技術(shù)之一,所以激光熔覆作為3D打印的一個細(xì)分市場,本質(zhì)上拼的是激光器。
盡管現(xiàn)在還沒有去調(diào)研當(dāng)年蜂擁進(jìn)場的3D打印機(jī)公司現(xiàn)在發(fā)展得如何,但是越來越多的機(jī)床和自動化公司確實(shí)已經(jīng)在設(shè)備上增加了3D打印功能,特別是非金屬的3D打印系統(tǒng).
實(shí)際的使用過程大概是這樣的: 所以在分析一個新型產(chǎn)業(yè)的時候,需要先對其技術(shù)構(gòu)成進(jìn)行拆解,否則就會得出完全錯誤的結(jié)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(chǎn)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(yīng)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(wù)受到3D打印的影響,另外硬質(zhì)合金刀具的制備也是一種增材工藝,應(yīng)該說基于粉末冶金工藝,投資研發(fā)硬質(zhì)合金的3D打印技術(shù),完全沒毛病。 基于相關(guān)技術(shù)的跨界投資基本上也不會出大問題,這種以技術(shù)應(yīng)用為核心的轉(zhuǎn)型升級的策略值得我國中小制造企業(yè)學(xué)習(xí)。制造業(yè)企業(yè)講究踏實(shí),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(shù)作為制造業(yè)革命的一項(xiàng)重要因素,認(rèn)為3D打印技術(shù)將配合互聯(lián)網(wǎng),新一代機(jī)器人技術(shù)等概念成為未來制造環(huán)節(jié)的重要組成部分。通常認(rèn)為3D打印(增式成型)和傳統(tǒng)機(jī)床(減式成型)技術(shù)互為補(bǔ)充,無法相互取代。但是如果深入分析3D技術(shù)成熟后的加工設(shè)備(機(jī)床)市場,邏輯上會發(fā)生一些有趣的結(jié)論:
第一、當(dāng)3D技術(shù)成熟后,大量倒閉的不是傳統(tǒng)機(jī)床制造商,而是3D打印機(jī)制造商自己。
3D打印技術(shù)其實(shí)早在80年代就已經(jīng)出現(xiàn),當(dāng)時叫快速原型機(jī),實(shí)際上就是把焊接頭放在一個三軸數(shù)控機(jī)床上面。其技術(shù)本質(zhì)是一種快速固化設(shè)備與數(shù)控技術(shù)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(shè)備及配套系統(tǒng),傳統(tǒng)數(shù)控制造商可以輕松開發(fā)出工業(yè)級高精度3D打印機(jī)。因此當(dāng)3D打印技術(shù)(即打印頭和材料)和市場成熟后,大量傳統(tǒng)機(jī)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(shè)備。
由于機(jī)床廠商在軟硬件技術(shù)集成(如運(yùn)動插補(bǔ)控制,精度補(bǔ)償,結(jié)構(gòu)剛度,驅(qū)動控制等)都有著極其豐富的經(jīng)驗(yàn),因此他們開發(fā)工業(yè)級3D打印設(shè)備的潛在優(yōu)勢要明顯好于目前從事3D打印設(shè)備開發(fā)的大多數(shù)廠商。
3D打印制造商除了面臨數(shù)控廠家工業(yè)級設(shè)備的威脅,還將收到打印機(jī)制造商桌面級設(shè)備的擠壓。一旦市場成熟,現(xiàn)有打印機(jī)廠商將毫不猶豫的推出廉價3D打印(樹脂材料)產(chǎn)品。
所以從技術(shù)戰(zhàn)略角度講,目前投資進(jìn)入3D打印機(jī)行業(yè)是沒有任何前途的。技術(shù)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(chǎn)業(yè)如果沒有足夠高的技術(shù)門檻而僅憑諸多技術(shù)的集成,那么當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)和市場趨于成熟時,會招致已有其他行業(yè)的強(qiáng)大競爭者的挑戰(zhàn)而最終導(dǎo)致這個最初的行業(yè)倡導(dǎo)者的消亡,而受益的是行業(yè)上游的零部件,特別是關(guān)鍵零部件供應(yīng)商。
第二、3D打印市場將成就子系統(tǒng)及材料供應(yīng)商
由于3D打印本質(zhì)上是傳統(tǒng)成熟技術(shù)的集成和發(fā)展,當(dāng)該市場成熟以后,零部件(特別是關(guān)鍵零部件)和材料供應(yīng)商,將迎來極大的發(fā)展空間。而行業(yè)內(nèi)一些相關(guān)聯(lián)產(chǎn)品和技術(shù)的市場也將隨之?dāng)U張或萎縮。
與3D打印機(jī)整機(jī)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(shè)備和成型工藝供應(yīng)商的崛起,伴隨著這些新興領(lǐng)域的崛起,傳統(tǒng)的機(jī)械加工主軸(機(jī)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(shù)控機(jī)床制造商發(fā)現(xiàn)商業(yè)機(jī)會,將會大量開發(fā)3D打印設(shè)備,把原有機(jī)床的切削頭換成打印頭(即固化成型設(shè)備),進(jìn)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(shù)的成熟而獲得增長,原因是打印成型后往往會進(jìn)行小刀具的雕刻或拋光加工,這就需要更高轉(zhuǎn)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(shù)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(shè)備供應(yīng)商將獲得更多機(jī)會。 在3D打印技術(shù)成熟過程中,比較確定能夠獲得較大商機(jī)的是材料供應(yīng)商,更確切地說應(yīng)該是焊料供應(yīng)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(shù)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(lǐng)域。傳統(tǒng)CAM軟件供應(yīng)商可以不費(fèi)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(biāo)軸的算法。也就是說供應(yīng)商采用車床,銑床,車銑復(fù)合床或者龍門結(jié)構(gòu)都可以輕松實(shí)現(xiàn)3D打印。
第三、更高集成程度的柔性加工系統(tǒng)
本質(zhì)上,3D技術(shù)理論上可以實(shí)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(shù)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(shè)備更加簡化和緊湊,便于自動化集成。
目前RH已經(jīng)在其車銑復(fù)合結(jié)構(gòu)上集成了堆積焊(3D打?。┕δ?,即先同時進(jìn)行3D打印和5軸加工,目前主要應(yīng)用在于高附加值零件修復(fù)和不同材料的鍍層。
總之,3D打印嚴(yán)格意義上說并不是技術(shù)創(chuàng)新,而是成熟技術(shù)的自動化集成,也是特種制造技術(shù)的一大類別,實(shí)在沒有必要將其拔高到技術(shù)革命的地步。
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