3D打印能否導致分布式制造？

來源：3D打印商情

增材制造（AM），也稱為3D打印，是制造領域的游戲規(guī)則改變者，可顯著節(jié)省成本、時間和材料。在傳統(tǒng)制造業(yè)中，零件集中在工廠大量生產(chǎn)，然后運往消費者那兒。但隨著AM的增長，許多人懷疑這項技術是否會導致從這種集中模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦�加分散的模式，在這種模式中，不同地點的設施可以協(xié)調(diào)以滿足生產(chǎn)需求。

來自卡內(nèi)基梅隆大學工程與公共政策系（EPP）和里斯本大學的一組研究人員研究了增材制造技術為分布式制造做出的貢獻。他們研究了AM是否會破壞這一核心模式，特別是在航空業(yè)備件方面，快速打印零件總比儲存它們更具吸引力。

“我們的研究結(jié)果表明，3D打印可能不像有些人希望的那樣有利于分布式制造。”EPP助理研究教授Parth Vaishnav說。Vaishnav和他的同事們最近在《Additive Manufacturing》雜志發(fā)表的一篇論文中提出，它更適用于從AM機器出來后不需要昂貴加工的非關鍵部件。

該團隊還包括EPP教授Erica Fuchs，里斯本大學教授Joana Mendona、荷蘭埃因霍溫科技大學的創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)助理教授Jaime Bonnín Roca、EPP博士Ria Laureijs。該研究是卡內(nèi)基梅隆葡萄牙計劃的一部分，該計劃是與卡內(nèi)基梅隆和葡萄牙政府的國際合作伙伴關系，卡內(nèi)基梅隆大學和葡萄牙大學、研究機構(gòu)和公司在教育、研究和創(chuàng)新方面進行合作。

該團隊指出，圍繞AM在改變制造實踐中的潛在作用的討論在某些情況下被夸大了，特別是考慮其經(jīng)濟性時。在制造業(yè)中，公司選擇將工廠設置在離市場和客戶更近還是更遠的地方，這會影響運輸和庫存成本。雖然分散的AM接近需要產(chǎn)品的地方可能會減少庫存的需求，但有時需要非常昂貴的機器來處理從3D打印出來的零件，但它們?nèi)匀粌A向于集中式制造。

為了弄清楚一系列影響如何影響3D打印在工業(yè)中的作用，研究團隊使用成本和位置模型來估算航空業(yè)的供應鏈成本，這是一個已經(jīng)3D打印了很多部件的行業(yè)。該團隊發(fā)現(xiàn)，與分布式制造相比，傳統(tǒng)的集中制造可能更具成本效益。只有在產(chǎn)量增加或零件加工需求減少的情況下，分散制造才有吸引力。

研究人員選擇將研究重點放在非關鍵備件上，因為確保美國航空系統(tǒng)安全的聯(lián)邦航空管理局只要求這些部件與現(xiàn)有部件等效，并滿足必要的安全要求。分析中的一個關鍵假設是可以在單個3D打印機上打印許多不同類型的部件。

該團隊得出結(jié)論，分散制造將對年產(chǎn)量合計為10000以內(nèi)的非關鍵備件具有經(jīng)濟意義。

該模型表明，即使3D打印機本身變得更便宜或更快，這種邏輯也不太可能改變。如果3D打印機的改進足以消除后處理步驟，那么分散式制造將在較低的產(chǎn)量下具有經(jīng)濟意義——但也只是達到數(shù)萬個。更便宜的機器也意味著勞動力將占總成本的更大比例。這可以通過自動化機器來緩解，而這反過來又會影響就業(yè)。

增材制造具有巨大的潛力，研究人員鼓勵公司和決策者認真對待，但不要以為它能與分布式制造密切相關。