近日，Materialise副總裁兼軟件部門總經(jīng)理Stefaan Motte先生回顧了3D打印的歷史，并重點介紹了這項新興技術發(fā)展的三個階段以及Materialise如何能一直成為行業(yè)領導者。
讓3D打印可用
對于從早期開始一直關注3D打印的人來說，這不是一項新技術。大約三十年前第一臺3D打印機問世，當時3D打印技術還在探索初期。我們的首席執(zhí)行官Fried Vancraen先生在1990年購買了他的第一臺3D打印機，但他發(fā)現(xiàn)這臺打印機的打印質量并不好，打印高質量的部件就更不可能。于是他組建了一個小團隊開始編寫最初的軟件代碼，讓打印機能夠將設計變?yōu)楝F(xiàn)實。這些代碼便是Magics軟件的起源——當前用于為3D打印準備文件的行業(yè)標準軟件。
那么，這個充滿激情的比利時團隊試圖打印的第一個部件是什么呢？當然是啤酒杯。這是一個真實的故事。那時候3D打印出典型的比利時星形啤酒杯是不可能的，這也是我們Magics軟件的第一個挑戰(zhàn)。當時，我們專注于讓3D打印機變得可用，增強軟件和打印機之間的連接。隨著更多新設計的產(chǎn)生，例如復雜的、輕量化的結構和仿生形狀，我們又進一步開發(fā)軟件，將這些設計用3D打印變?yōu)楝F(xiàn)實。
讓3D打印有意義
在我們和整個行業(yè)讓3D打印變得可用后，問題很快就變成了：我們如何應用這項新技術？換句話說：哪些3D打印應用是有價值、有影響力和有意義的？ 3D打印不僅是“不同的創(chuàng)造方式”，更是“創(chuàng)造不同的方式”。成功應用該技術的關鍵在于找到真正受益于3D打印提供的工藝、設計和制造優(yōu)化的應用。通過共同創(chuàng)造、深入?yún)f(xié)作的過程，我們幫助企業(yè)找到可以產(chǎn)生實際業(yè)務增長的有意義的應用。
Materialise 3D打印膝關節(jié)外科手術導板
一個非常有影響力的案例是3D打印在助聽器行業(yè)的應用。在助聽器行業(yè)發(fā)現(xiàn)3D打印的變革力量后，這個行業(yè)發(fā)生了快速且不可逆轉的變化。500天內，美國超過90％的助聽器公司從傳統(tǒng)制造轉為3D打印，整個行業(yè)在短短幾個月內就發(fā)生了顛覆。3D打印對醫(yī)療保健行業(yè)也產(chǎn)生了巨大影響，我們創(chuàng)造了第一個定制化手術導板和定制化手術植入體，改變了人們的生活，并幫助研究人員、工程師和臨床醫(yī)生實現(xiàn)了理想的治療效果。今天，我們正在利用這些變革的藍圖實現(xiàn)眼鏡行業(yè)的轉變。我們也看到制造業(yè)企業(yè)越來越多地應用3D打印。汽車、航空航天和消費品行業(yè)的領導者也轉向3D打印，因為他們認識到3D打印帶給現(xiàn)有垂直行業(yè)應用的設計優(yōu)化能力，以及3D打印在新興市場中創(chuàng)造重要商機的潛力。
讓3D打印有回報
至此，我們已經(jīng)證明我們能夠讓3D打印變得可用。新材料的開發(fā)、更好更快的打印機和更高的自動化程度不斷為3D打印行業(yè)提供新的動力。這有助于將3D打印不僅僅定位為原型技術，同時也是生產(chǎn)最終產(chǎn)品的一種重要的替代性、補充性制造技術。我們也已經(jīng)使得3D打印變得有意義，目前我們已經(jīng)找到并開發(fā)出了一些可以真正受益于3D打印變革力量的有意義的應用，并且在繼續(xù)尋找新的應用。我們的下一個挑戰(zhàn)是：我們能讓它變得有回報嗎？
為了使3D打印變得有回報，我們需要擴大生產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)批量制造。我們需要實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，使其具有經(jīng)濟性、可持續(xù)性和盈利性。
面向生產(chǎn)力的軟件
如今，醫(yī)療、航空和汽車行業(yè)的領先企業(yè)正在采用3D打印來生產(chǎn)最終產(chǎn)品。我們的軟件幫助企業(yè)解決主要成本驅動因素：勞動力、材料和打印機，從而擴大其運營規(guī)模，提高其盈利能力和生產(chǎn)力。3D打印行業(yè)的現(xiàn)狀是：許多中小型企業(yè)的業(yè)務勉強收支平衡，賺取利潤十分困難，尤其對于同質化產(chǎn)品，競爭尤為激烈，這正是我們的軟件能夠發(fā)揮關鍵作用的地方。
一個杰出的案例是我們的e-Stage for Metal軟件，它可以自動為金屬3D打印生成支撐結構。該軟件將數(shù)據(jù)準備的時間縮短了90％，將支撐移除的時間縮短了50％，并使粉末回收率接近100％。另一個案例是我們用于激光燒結的自動嵌套功能。它能夠一次多打印25％的部件，從而提高打印機的生產(chǎn)力。此外，自動嵌套可將人工處理時間從8小時減少到40分鐘。
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除了自動化，通過使用仿真軟件也可以提高生產(chǎn)力。仿真可幫助操作員通過創(chuàng)建虛擬原型來預測和分析打印期間部件的行為，從而優(yōu)化打印準備流程，減少重新打印和打印失敗帶來的高額損失。在將仿真應用于我們自己的打印流程中，我們發(fā)現(xiàn)：以同等質量打印相同的部件能夠提速42%?，F(xiàn)今，金屬部件的打印失敗率為10％至15％，這些部件需要重新打印。而打印失敗的或打印出不合格部件的成本是非常昂貴的，特別是對于金屬3D打印。
讓我們看一組數(shù)字。一臺金屬打印機運行一年通常需要花費大約400,000到500,000美元。我們的自動化支撐生成軟件可以降低10％（40,000美元）的成本。增加仿真模塊后的軟件能夠幫助用戶降低打印失敗率，在此前基礎上再節(jié)省數(shù)萬美元，具體取決于部件的幾何形狀?？偟膩碚f，軟件可以將打印機的總成本降低10％或更多。對于能以5％的利潤率運行的工廠來說（實際上并沒有多少工廠能以5％的利潤率運行），這意味著是虧損還是盈利。
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隨著越來越多的公司正在將3D打印作為一種替代性制造技術，打印服務機構所面對的成本競爭環(huán)境比以往更激烈。因此，他們正在尋找提升運營規(guī)模、提高生產(chǎn)力和降低總成本的方法。軟件，特別是仿真軟件，將幫助他們逐漸降低主要的成本，同時擴大業(yè)務規(guī)模以滿足未來客戶的需求。
