當(dāng)下，由于媒體對(duì)消費(fèi)級(jí)3D打印機(jī)的過(guò)度炒作，導(dǎo)致部分消費(fèi)者對(duì)它的理解只停留在可以給孩子做一件很美麗的禮物層次上，而對(duì)于工業(yè)級(jí)3D打印的性能和潛力則缺乏認(rèn)識(shí)。同時(shí)，很多傳統(tǒng)企業(yè)對(duì)3D打印技術(shù)的潛力不夠清晰，認(rèn)為它只是華而不實(shí)的噱頭。3D打印技術(shù)發(fā)展初期的設(shè)備和材料成本高、打印質(zhì)量不高、技術(shù)不夠成熟等。但近年來(lái)工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)快速發(fā)展，出現(xiàn)了高速、高性能、高質(zhì)量的新工藝方法，如航空航天、汽車等高端制造業(yè)積極應(yīng)用工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)、新產(chǎn)品研發(fā)等工作，取得了很好的效果。

　　歷史總是驚人地相似，火車與印刷術(shù)一樣，這場(chǎng)個(gè)人出行革命是由規(guī)?；蜆?biāo)準(zhǔn)化引發(fā)的?；疖嚢l(fā)明之前，人們依賴馬車出行，雖個(gè)性化，卻效率低下;火車發(fā)明之后，其更高效、更快捷、更廉價(jià)的特點(diǎn)迅速擠垮了馬車的生意，極大地?cái)U(kuò)大了人們的活動(dòng)范圍?？墒腔疖嚨囊?guī)模化是以犧牲個(gè)性化為代價(jià)的，火車總是沿著相同的軌道走相同的路線，人們甚至需要根據(jù)火車的路線和發(fā)車時(shí)間調(diào)整生活習(xí)慣，標(biāo)準(zhǔn)化的火車有其與生俱來(lái)的缺陷。終于，1919年汽車的到來(lái)改寫(xiě)了城市地圖、改變了出行觀念，比起受制于軌道的蒸汽火車，汽車給了乘客更大的自主權(quán)，方便了人們的出行。人們?cè)僖膊挥冒凑哲壍懒熊嚨臅r(shí)間計(jì)劃出行。彼時(shí)鐵路的市場(chǎng)份額的縮小，正如可快速批量加工高質(zhì)量零件的3D打印技術(shù)逐漸替代傳統(tǒng)制造技術(shù)。

　　1.工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)對(duì)零部件設(shè)計(jì)的影響

　　零部件設(shè)計(jì)可利用軟件仿真進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、性能分析評(píng)估，相比傳統(tǒng)制造工藝可以更大程度地采用拓?fù)鋬?yōu)化的計(jì)算結(jié)果，減重效果明顯。面向傳統(tǒng)制造工藝的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要根據(jù)加工能力分解為很多零件，金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展可以將很多零件進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，使零件數(shù)量大減，可靠性大為提升，也減少整機(jī)裝配的工作量。如多個(gè)零件拼裝或焊接的箱體、散熱風(fēng)道等，3D打印加工不僅節(jié)省拼裝零件之間的密封材料、導(dǎo)電材料，而且流道、風(fēng)道的截面設(shè)計(jì)、路線設(shè)計(jì)更符合流體力學(xué)要求，提升流動(dòng)效率。如果零件和整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮了增材制造特點(diǎn)與壓鑄或注塑模具的特點(diǎn)，就可以在小批量增材加工的同時(shí)進(jìn)行大批量投產(chǎn)前的模具設(shè)計(jì)和制造工作，開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，節(jié)省模具設(shè)計(jì)、制造、試模的時(shí)間，產(chǎn)品更快上市。

　　2.工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)對(duì)產(chǎn)品研發(fā)流程的影響

　　面向傳統(tǒng)制造工藝的新產(chǎn)品研發(fā)流程基本上只能串行，設(shè)計(jì)完成后等待加工裝配后再測(cè)試，零部件多、設(shè)計(jì)和加工時(shí)間也長(zhǎng)。零件配合精度較差，裝配、測(cè)試有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題，導(dǎo)致整個(gè)研發(fā)周期很長(zhǎng)。而面向增材制造的新產(chǎn)品研發(fā)流程，有些工作可以并行開(kāi)展，零件數(shù)量減少，設(shè)計(jì)和加工時(shí)間減少，最大程度地縮短研發(fā)周期。

　　分析整個(gè)研發(fā)流程:產(chǎn)品造型階段通過(guò)3D打印多個(gè)不同的產(chǎn)品造型進(jìn)行對(duì)比、評(píng)估，能使造型和概念設(shè)計(jì)更完善、周期更短，為后期詳細(xì)設(shè)計(jì)贏得充足的時(shí)間;樣機(jī)階段采用3D打印技術(shù)加工產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、部分電路板，能節(jié)省樣機(jī)零部件的加工時(shí)間，從而有充分的時(shí)間對(duì)樣機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試，盡早發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題;小批試產(chǎn)階段可以采用工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)快速生產(chǎn)出小批量的零部件，進(jìn)行產(chǎn)品整機(jī)的流水線裝配試產(chǎn)，使產(chǎn)品能更快地達(dá)到批產(chǎn)狀態(tài);正式批產(chǎn)的同時(shí)，可以用工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)進(jìn)行小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)，以便配合市場(chǎng)推廣、客戶試用等上市，使產(chǎn)品更快地推向市場(chǎng)。

　　3.面向工業(yè)級(jí)3D打印的產(chǎn)品研發(fā)展望

　　2019年6月歐洲發(fā)布《2030年歐洲工業(yè)展望》，該報(bào)告將增材制造確定為歐洲工業(yè)未來(lái)戰(zhàn)略增長(zhǎng)的關(guān)鍵。由于3D打印技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝限制的減少，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件可以更快地向智能化方向發(fā)展，之前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將會(huì)發(fā)展為人工智能輔助設(shè)計(jì)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)更加合理、高效，大為減輕設(shè)計(jì)工程師的工作量，可以將精力更多地放在產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)和完善上。產(chǎn)品研發(fā)組織形式和產(chǎn)品研發(fā)流程等也會(huì)發(fā)生面向增材制造和智能化設(shè)計(jì)的變革。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　隨著工業(yè)級(jí)3D打印技術(shù)的不斷普及，企業(yè)需要在產(chǎn)品的策劃、設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷增加增材制造的嘗試，使產(chǎn)品戰(zhàn)略、設(shè)計(jì)思維、制度流程和供應(yīng)鏈等都能逐漸適應(yīng)增材制造帶來(lái)的變革。對(duì)企業(yè)而言，變革不可能一蹴而就，需要在各方面進(jìn)行規(guī)劃布局，不斷嘗試，才能形成適合企業(yè)、適合產(chǎn)品特點(diǎn)的增材制造發(fā)展路線。正如《大顛覆——從3D打印到3D制造》一書(shū)，作者里克·史密斯與米奇·弗里通過(guò)系統(tǒng)考察15世紀(jì)以來(lái)的歷次工業(yè)變遷，每次大變革都伴隨著第二次浪潮，當(dāng)下大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化制造已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)要求，應(yīng)時(shí)而生的3D打印技術(shù)則以其數(shù)字化、定制化、自由化的嶄新面貌出現(xiàn)在人們的視野之中，它將與這些新興網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完美融合，引領(lǐng)3D制造的時(shí)代。