增材制造技術(shù)，或稱(chēng)3D打印技術(shù)，根據電腦設計模型、采用材料逐層累加的方法制造產(chǎn)品，被寄予全面革新制造業(yè)的厚望。然而，盡管獲得媒體的廣泛報道，增材制造尚未在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中得到大規模應用。

理論上，增材制造技術(shù)可以制造更好的產(chǎn)品，包括更多的產(chǎn)品種類(lèi)、更優(yōu)的產(chǎn)品表現、更長(cháng)的使用壽命和更輕的單位重量。同時(shí)，該技術(shù)還將帶來(lái)生產(chǎn)工藝和流程的簡(jiǎn)化，例如，交貨時(shí)間由于生產(chǎn)周期的縮短大大加快，生產(chǎn)地點(diǎn)的選擇更加靈活，生產(chǎn)工具得以簡(jiǎn)化，生產(chǎn)廢料較傳統工藝相比大大減少。

盡管總體市場(chǎng)規模較小，增材制造行業(yè)正在快速發(fā)展，增速強勁。目前，全球增材制造市場(chǎng)規模約為70億美元，預計未來(lái)6年年復合增長(cháng)率將高達24%，2021年市場(chǎng)規模約為265億美元。

增材制造市場(chǎng)一般以光聚合物和熱塑材料為主，金屬材料只占其中很小一部分，但近年來(lái)，金屬打印這一細分市場(chǎng)高速發(fā)展，為工業(yè)品領(lǐng)域的零部件加工帶來(lái)全新的可能。

金屬打印能否在生產(chǎn)效率、質(zhì)量穩定性和成本控制上滿(mǎn)足汽車(chē)等行業(yè)大規模商業(yè)化生產(chǎn)的需求，目前仍是未知數。但有理由相信，金屬打印一旦得到大規模應用，必將為當前工業(yè)化生產(chǎn)帶來(lái)變革。

增材制造行業(yè)價(jià)值鏈

過(guò)去幾年中，增材制造行業(yè)內的企業(yè)經(jīng)歷多輪的創(chuàng )業(yè)和整合，頭部廠(chǎng)商確立行業(yè)領(lǐng)先地位。Autodesk和Materialise是最主要的增材制造軟件供應商，部分公司業(yè)務(wù)涉及行業(yè)價(jià)值鏈的多個(gè)環(huán)節，例如Stratasys生產(chǎn)3D打印機和打印后續處理。部分3D打印機生產(chǎn)商也自行生產(chǎn)金屬粉末，但隨著(zhù)行業(yè)分工的成熟化，他們開(kāi)始向專(zhuān)門(mén)金屬粉末廠(chǎng)商采購。

預計行業(yè)價(jià)值鏈未來(lái)將繼續快速演變，隨著(zhù)材料成本的下降和生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)化，增材制造的單位生產(chǎn)效率將大大提高，并最終帶來(lái)重大行業(yè)變革。價(jià)值鏈的中間環(huán)節將得以簡(jiǎn)化，尤其在生產(chǎn)和生產(chǎn)后續處理環(huán)節。

生產(chǎn)流程將被重塑和重整，發(fā)展出一個(gè)無(wú)縫鏈接的端到端價(jià)值鏈。整合可以通過(guò)企業(yè)內部?jì)r(jià)值鏈延伸或企業(yè)之間的戰略合作來(lái)達成，OEM廠(chǎng)商尤其需要增強對價(jià)值鏈各環(huán)節的深入了解。其中，知識產(chǎn)權保護、軟件研發(fā)和設計能力尤為重要。

生產(chǎn)效率的提高、增材制造技術(shù)帶來(lái)的新產(chǎn)品和產(chǎn)品質(zhì)量改善，將進(jìn)一步刺激需求端的增長(cháng)，企業(yè)把握和利用好發(fā)展時(shí)機，而其中，備件生產(chǎn)和翻新將是兩個(gè)最重要的近期機會(huì )。

金屬打印先驅?zhuān)?/span>Siemens和GE

2017年2月，Siemens推出金屬打印技術(shù)生產(chǎn)的燃氣渦輪葉片，預示著(zhù)從前期設計到生產(chǎn)后處理的全線(xiàn)金屬打印技術(shù)將帶來(lái)的重大變革。

Siemens首先研發(fā)出基于金屬打印技術(shù)的燃氣渦輪葉片樣品，并對樣品進(jìn)行抗高壓能力測試（包括物理加壓、高溫和高離心力），在將該樣品安裝到渦輪機并成功測試后，Siemens開(kāi)始量產(chǎn)金屬打印的渦輪葉片，發(fā)展渦輪機的零部件后市場(chǎng)。

通過(guò)金屬打印技術(shù)的應用和生產(chǎn)環(huán)節的內部整合，Siemens主要獲益如下：

便于不斷改進(jìn)設計，優(yōu)化渦輪葉片產(chǎn)品表現：全面掌握核心知識產(chǎn)權；省去傳統生產(chǎn)流程中的鑄造和打孔等多個(gè)復雜環(huán)節；省去供應商環(huán)節，提高產(chǎn)品利潤率；通過(guò)應用金屬打印技術(shù)，Siemens的整個(gè)生產(chǎn)周期僅為18個(gè)月，與傳統生產(chǎn)工藝相比，生產(chǎn)周期大大縮短。此外，零部件金屬打印技術(shù)也可反哺其他產(chǎn)品的工程設計，為Siemens未來(lái)金屬打印技術(shù)的產(chǎn)品種類(lèi)拓展做好準備。

此外，Siemens還將金屬打印技術(shù)成功應用于渦輪機噴頭的維修。此前，噴頭的維修需要替換掉大部分噴頭，在用傳統方法重新安裝新的噴頭。如今，通過(guò)金屬打印技術(shù)的應用，只需要替換掉一小部分噴頭，再用金屬打印零件填充即可。維修周期從44周縮短到4周，大大提高顧客供貨效率、減少維修成本。

GE是另一家將金屬打印技術(shù)應用于全線(xiàn)生產(chǎn)的先驅。它在金屬打印技術(shù)發(fā)展上共計投資15億美元，其中5千萬(wàn)美元用于投資一家位于阿拉巴馬州的工廠(chǎng)，主要生產(chǎn)金屬打印LEAP飛機引擎燃油噴嘴（預計2020年噴嘴產(chǎn)量達到35,000個(gè)）。跟由20個(gè)零部件組成的傳統燃油噴嘴相比，使用金屬打印技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的燃油噴嘴為一個(gè)整體零件，重量減少25%，使用壽命延長(cháng)5倍。噴嘴重量的減輕，為航空業(yè)客戶(hù)帶來(lái)燃油成本的顯著(zhù)下降。

創(chuàng )新推動(dòng)金屬打印技術(shù)的應用

盡管金屬打印市場(chǎng)仍處于萌芽狀態(tài)，GE、Siemens和Michelin/ Fives' AddUp等企業(yè)金屬打印技術(shù)創(chuàng )新的成功并非個(gè)例。多類(lèi)金屬被廣泛應用于航空航天、汽車(chē)、航海、醫藥和牙科等諸多行業(yè)。

然而，金屬打印技術(shù)目前大多應用于中小型的復雜高值零部件，而這些零部件本身不需要大規模的產(chǎn)量，GE和Siemens的案例便是如此。

其中一大原因在于，粉末床熔合技術(shù)（Powder Bed Fusion）仍是主流，通過(guò)熱能選擇性地熔化金屬粉末層區域。市面上大多數（約80%）金屬打印機所使用的都是這項技術(shù)。

然后，一項新興的金屬打印技術(shù)，即定向能量沉積技術(shù)（Directed Energy Deposition），正在興起。該技術(shù)與傳統粉末床熔合技術(shù)相比，生產(chǎn)效率更高，能以更低的單位成本生產(chǎn)更大、更為復雜的零部件，將進(jìn)一步推動(dòng)金屬打印技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng )新。

短期內，金屬打印技術(shù)用于大規模生產(chǎn)工業(yè)金屬部件也許不大現實(shí)，也不大可能全面替代傳統生產(chǎn)工藝，但技術(shù)的發(fā)展正在開(kāi)拓更多的行業(yè)機會(huì )。未來(lái)，傳統生產(chǎn)技術(shù)下的諸多環(huán)節將進(jìn)一步減少和整合，帶來(lái)整個(gè)行業(yè)價(jià)值鏈的精簡(jiǎn)。

對于OEM廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，擁有一套高成熟度的軟件，對于產(chǎn)品設計和生產(chǎn)流程的優(yōu)化很重要。擁有橫跨整條價(jià)值鏈的全面能力也尤為重要，可以通過(guò)企業(yè)間的戰略合作來(lái)完成。

這將是一個(gè)漸進(jìn)式發(fā)展的行業(yè)，需要廠(chǎng)商重新審視自己的商業(yè)模式，識別成功應用3D打印技術(shù)所需的核心競爭力。