3D打印产业化之路：3D打印+精密铸造

不久前，国内三家企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用，在全球范围内向客户提供小批量、复杂结构的金属零部件制造服务。预示着一次由3D打印技术带来的新的飞跃：从制作样件向制造最终零部件，从单一样件制作向小规模多批次生产、甚至大批量生产进军。

在不到一年的时间里，不少企业已经悄然转型，甚至伏倒在了前行的路上。与其说这是一场“物竞天择”模式的重演，倒更倾向于把它比作泡沫破裂之后漫长黑夜的降临。夜里不仅漂浮着“适者生存”大清洗式的血腥，也暗藏了扛旗者的坚守和对“路在何方”的理性沉思与艰难探寻。

回顾 ｜盛世下的3D打印泡沫

2007年，全球著名硬件开源项目Reprap公布了PrusaMendel这一型号3D打印机的全部图纸和程序代码；2009年，全球最大的3D打印机公司StrataSys公司的FDM部分专利到期，打开了3D打印技术开源运动的大门，一时间，无数的技术爱好者和创业公司涌入了这一领域。2012年，美国《The Economist》（经济学人）发表专题文章称：“3D打印将成为第三次工业革命”，以及2013年美国政府将将“3D打印具有革命我们制造每一件事物的潜能”这样的说法放入了白宫国情咨文中，彻底引爆了“3D打印”概念。

国内媒体、政府迅速跟进，形成了以快速成型新技术颠覆传统制造业的燎原态势。3D打印在此时攀上了技术创新潮流的顶点。但是，3D打印也无法逃脱与其它新技术应用一样的“命运曲线”。从2007年到接下来不到5年的时间里，经历了技术萌芽期（Innovation Trigger），2013年从希望膨胀的巅峰期（Peak of Inflated Experctations）向下回落，直到今天走向了泡沫破裂的低谷（Through of Disillusionment）。

大量的3D打印公司倒闭，整个行业仍然没有看到这项技术的广泛运用，所有之前描述过的精彩绝伦的场景都几乎没有实现，之前狂热追捧的投资人也早已无踪无影。黑夜会淹没许多来不及思考出路的人，而那些存活了下来的守夜人，则在不断反思中临渊履薄，战兢前行。

破茧 ｜推动3D打印杀入精密铸造行业

在整个行业低迷之时，不久前，国内三家企业联合发布了“3D打印+精密铸造”的新应用，在全球范围内向客户提供小批量、复杂结构的金属零部件制造服务。这是一场由两位3D打印的行业守夜人主导的革命性转型，预示着一次由3D打印技术带来的新的飞跃：从制作样件向制造最终零部件，从单一样件制作向小规模多批次生产、甚至大批量生产进军。

这项新的应用，浓缩了三家公司多年的心血：数据从南京壹千零壹号的综合云制造平台上传，发送到1001号核心工厂中的工业级FDM（FFF）核心生产线，运用PolyMaker最新研制的PolyCast材料和PolySmooth技术，打印出工业腊件，然后送入鑫宇精工的自动化精密铸造生产线，最终得到完全符合工业标准的金属零部件。在不远的将来，三家企业将联合推出国内最先进的无尘精密铸造车间，将新技术和传统工艺紧密地结合，为3D打印技术寻找一片新的“蓝海”。

反思｜蓝海在哪里？甜水井在哪里？

以FDM技术应用为主带动了过去几年3D打印的繁荣。几年间，大量的桌面级别的设备涌向社会，使得这个新技术进入普罗大众的视野，打造出了一场3D打印的科普狂欢。

然而，当国内仍旧热衷于谈论桌面级别的3D打印设备在消费级市场中的井喷式发展之时，作为3D打印桌面机行业风向标的Makerbot已于2013年委身于行业巨头StrataSys，并于2015年再度裁员不再生产设备，以及另一位巨头3DSystem旗下桌面级品牌Cube系列停产等一系列现象，可谓是“冰火两重天”。在深圳一带的小工厂里，一台普通的桌面机3D打印设备的提货价不足千元，这一领域现在已经陷入了价格战的泥潭。

将3D打印应用于工业原型样件（Prototype）是当前该技术在工业生产领域结合最紧密的应用方向之一。据Sculpteo最新发布的《2017年3D打印行业调查报告 （TheState of 3Dprinting，Edition 2017）》，原型样件的应用占到整个技术应用的34%，概念产品的验证（Proof of Concept）则占23%，两者叠加已经超过整个3D打印技术应用的50%以上。

而事实上，当前3D打印技术主要应用的工业模型样件市场，一直以来都是传统手板行业的天下。对于那些缺乏传统手板基础的新兴3D打印企业来说，能够从国内手板行业中分得一块蛋糕也是异常的艰难。据行业统计，当前工业模型行业的利润率其实不到20％，且工业模型的制作往往只是从0到1的个性化试制，缺乏规模化生产的庞大价值体系。规模分散、利润不足、竞争激烈，使得很多以3D打印服务为主业的公司，也面临非常巨大的生存压力。

行业成本压力的不断增加，竞争环境日趋恶化，核心技术仍然与海外有很大差距。企业未来要生存下来，就要找到自己的“甜水井”。笔者采访了上面几家公司的经营者，大家都共同认为：

1、3D打印必须要在传统制造业中找到落脚点，必须要“融入”和“改善”，而不是“颠覆”传同行业，口号式的思想用于经营企业是危险的；

2、3D打印本质是制造，制造的核心就是质量和成本，没有规模效应，就很难生存，必须要把3D打印从制造样件的位置，挪到生产最终产品和小批量、大批量制造的路子上去；

3、找到技术独特的优势，并且发挥到极致，找一个很精准的点进行饱和攻击。

未来｜铸造业是新的一片蓝海

调查显示，铸造市场的规模是工业样件市场的近1000倍。精密铸造是铸造业中技术水平最高、工艺最复杂、利润率最高的细分领域，很大一部分的航空、汽车的复杂零部件，都是用这种工艺生产的。

由于每一个精密铸造零件都必须对应一个蜡模和形壳，目前上文中使用的3D打印材料PolyCast，已经达到了3/100000的灰烬度，从工艺性能上足以替代传统的铸造蜡。而1001号的3D打印的集群已经完全使用了工业4.0时代的MES系统，全自动化，大大地高了规模化生产的能力。而且，由于新材料在常温下不会变形，使得在大型铸造件上，有更加明显的优势。

新的“3D打印+精密铸造”的工艺相较于直接的金属3D打印工艺(SLM/EBM/DMLS等)，在成本和材料的选择方面，也有无可比拟的优势：

1、在当前技术条件下，金属3D打印的设备成本、材料成本、维护升本都非常的高，比“3D打印+精密铸造”的成本高出至少一个数量级；

2、直接3D打印金属可选择的材料种类也多局限于钛合金、钴铬合金、不锈钢、模具钢等有限的种类里，传统的铸造工艺对金属的种类没有特别的限制；

3、切入精密铸造行业，仅仅是3D打印技术应用落地的一个探索，我们坚信未来会有更多的技术应用的出现。这有赖于全行业在技术创新上孜孜不倦。作为新的制造技术，如何面对质量、成本、速度的永恒课题，是行业同行者要不断面临的挑战，让我们拭目以待。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。