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2019年3D打印的发展趋势：聚合物材
料，生产效率和监管政策
3D打印是一场缓慢的革命。如果你考虑到这项技术能够拯救生命、创造新的商业模式以及重新定义我们设计产品的方式，这确实是一场革命。但这一切都不会在一夜之间发生。3D打印的革命性力量积聚了数十年，步伐虽小但都极富价值。 那么，2019年的行业趋势是怎样的呢？ 我们询问了Materialise的专家（包括首席执行官Fried Vancraen），总结如下：
1. 3D打印的发展将由应用驱动，而不是技术
Materialise在预测 2018年3D打印的趋势时, 就已经开始关注由应用驱动的发展途径。正如我们所察觉的，整个行业正在将重点转向寻找合适3D打印的应用，而不是开发新技术。在2019年，这种趋势将会加剧，因为应用驱动的3D打印更有可能受到金融界的关注。 “这一趋势今年已有苗头，”Materialise首席执行官Fried Vancraen进一步解释说：
“投资商的焦点将不再是机器制造商，而是倾向于投资那些在特定领域应用3D打印创造真正价值的公司和初创企业。”
Tailored Fits ski boots are an example of 3D printing-driven mass customization
这一趋势在亚洲更为明显，以前投资于技术开发和3D打印机制造的政府，正在寻找促进3D打印咨询服务和合作创新的方法。目标是鼓励更多的行业应用3D打印，从而为产品创造需求和市场，而不是在市场尚未形成时就盲目扩张。“创造和刺激用户需求确实会进一步加速3D打印的发展。”Fried表示。
Materialise与韩国工业中心蔚山的合作 很好地体现了这一趋势。从7月开始，Materialise一直通过“合作创新”项目帮助蔚山的制造企业开发应用，这些项目结合了Materialise在3D打印领域的专业知识和制造企业对其行业、市场和产品方面的深刻理解。
当然，这并非一帆风顺。当一家公司从传统制造转向增材制造时，设计工程师就需要采用一套全新的原则：这是从“为传统制造设计”到“为增材制造设计”的转变。例如，转向金属3D打印时，熟悉金属铸造的设计原则是远远不够的。
这也是许多3D打印企业为新入行者提供增材制造设计咨询的主要原因。咨询服务可以帮助新入行者充分利用3D打印来开发其应用。
2. 3D打印聚合物材料的兴起
去年，Materialise就预测了金属3D打印将在2018年获得应有的关注。这一次，Materialise认为用于3D打印的塑料材料将在2019年获得大幅增长，目前主流的材料生产商已加入这一进程。
Materialise研发团队的材料专家Giovanni Vleminckx观察到，巴斯夫等材料制造商有了新的驱动力来生产专门用于3D打印的材料，这也促进新材料走出实验室，用于真正的3D打印生产。
“以往，材料供应商对于开发3D打印新材料的热情不高，因为它们无法在商用的打印机上使用。现在，大型材料供应商正表示出他们推动3D打印技术发展的意愿。这也将推动3D打印塑料稳步快速的增长。”
通过应用驱动3D打印的创新是一个促进因素。一旦确定了3D打印理想的行业应用，材料制造商将致力于开发和认证适合这些应用的新材料。2018年，Materialise已经推出了新的塑料材料： 用于激光烧结的 聚丙烯（PP）, and 用于光固化的材料Taurus.
这种增长对于要求苛刻的行业，如航空航天和汽车等尤为重要。这些行业需要具有特定性能和质量要求的材料。有时候，这些行业不得不在选用增材制造时，权衡它在设计等方面带来的竞争优势以及在成本或性能方面的劣势。但是如果有了新材料，就不再需要这样的权衡。无论是生产功能性原型件还是进行批量生产，这些行业都可以选出最适合其应用的材料。
与制造原型相比，制造最终产品的兴起真正推动了材料开发。这种增长也可能带来新的挑战：对材料标准化的需求和对更精确的机器控制的需求，特别是对于质量要求严苛的行业，如航空航天和医疗器械。
于此同时，企业也将久经考验的材料用于新的应用。一个很好的案例是 空客和Materialise 在2018年合作生产的第一批放置在空客商用飞机舱内的3D打印部件，这些部件使用了Materialise在2013年推出的 航空航天认证材料 。垂直行业应用——3D打印眼镜的出现也是基于现有的材料PA 12。但真正的推动力仍将来自于符合行业需求的新材料。
这些案例表明，不是企业在等待新材料来进行应用开发，而是新应用所产生的需求推动和支持了能突破限制的新材料的开发。
3. 软件将是提高3D打印效率的关键
Materialise的专家们一致认为3D打印已经来到一个新的阶段。三十年来，3D打印从一种快速原型制造技术逐渐发展为一种用于批量生产的定制化生产技术。在各个行业将3D打印集成到其生产组合的过程中，技术所带来的挑战已经逐渐减小，经济性的挑战逐渐突出，其最终目标是降低成本并提高效率。
“我们需要提高生产力和盈利能力，降低成本。软件在这方面起着关键作用。”Materialise软件部副总裁Stefaan Motte说到。
软件可以让整个3D打印流程自动化。“将准备阶段、生产阶段和后处理阶段的人力自动化，对于拓展3D打印规模、降低成本来说是一个很大的帮助。这不仅减少了人力，也提高了整个过程的效率。”Stefaan继续说道。
另外两个主要的成本因素是耗材和打印机运行时间。如何避免浪费这两种资源？还有一种提高生产效率的方法是对3D打印过程进行仿真。将仿真结合到3D打印工作流程中，让生产操作员在打印开始前便能发现潜在的打印错误。 防止打印失败 可以大大降低生产成本，降低废品率并提高整体盈利能力。
4. 发展技术中立的互通性，而不是专有的解决方案
基于3D打印在现有垂直行业中的设计优势，汽车、航空航天和消费品行业的领先制造商正在转向3D打印。然而，目前产值在12万亿美元的全球制造业市场里还有更大的潜力可以挖掘。
对于3D打印而言，要充分挖掘制造业的潜力并在这12万亿的市场中分得更大的“一块蛋糕”，3D打印行业需要提供具有互通性和技术中立的解决方案。如果工业企业决定将3D打印作为制造最终产品的补充性制造技术，那么专有的解决方案只会限制其选择和灵活性。
“作为一个行业，如果想要3D打印被更广泛地应用，我们需要共同努力，在材料和系统方面提供更多的控制和选择，最终降低成本。”Fried Vancraen解释说。
根据这一理念，在2018年，Materialise与世界最大的化工企业巴斯夫达成战略联盟，通过推广更开放的市场模式，推动3D打印的发展。Materialise的软件与巴斯夫在化工方面的专业知识相结合，将加速新应用的开发并创造新的商机。
5. 政府将更多地参与进来
Materialise的公共关系专员Bram Smits表示：“我们已经看到3D打印成为政府工作中的话题。”这个情况在2019年会更常见。这表明3D打印在社会中越来越重要，逐渐摆脱了其原型制造技术的标签。
“让政府从全局把握3D打印并不容易，因为3D打印这个词已被运用在从快速原型制造到批量生产的每一个环节，”Bram解释道。“这使得政府很难评估3D打印的潜力和风险，他们也在探索在哪些方面需要制定监管政策。”
主要的政策关注点是对知识产权和产品责任的监管。其主要的担忧是，3D打印对实物的影响与互联网给音乐和电影带来的影响很类似：改变商业模式并将所有价值转移至数字文件。
“3D打印将颠覆原有的供应链，但政府也高估了数字文件的价值。部分价值是会从实物转移到CAD文件，我们需要考虑如何管理这些文件。” Bram说。
3D打印企业的决策对于3D打印的未来以及它如何影响人们的生活至关重要。“3D打印行业应该与政府对话，解释这项技术可以做什么、不可以做什么以及永远做不到什么。这样，政府和行业就可以创建一个安全、良好的监管框架，保护公民、设计师和患者。”Bram总结道。
总结
“对于2019年，我们预计新入行者将不断探索迈向增材制造的道路，我们将看到越来越多的公司采用增材制造进行生产或将增材制造添加到生产组合中。新产品的推出，无论成功或失败，都将带来学习机会，成为行业稳定增长的关键。我们不认为2019年将成为增材制造历史上的一个转折点，但它会是朝着增材制造的未来稳步前进的一年。缓慢的革命仍在继续。”
——Fried Vancraen，Materialise首席执行官
视频：Materialise专家们对2019年3D打印发展趋势的预测
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