隨著3D打印在製造領域的普及，很多企業已經開始使用外發服務或內部購買設備來開啟3D打印應用。然而在當前情況下，終端用戶3D打印設備的開機率或使用率仍然偏低，3D打印所製造的零件成本較高，且以傳統零件居多。如何遴選適合3D打印的零件，讓產品創造更高的價值，成為傳統企業使用新技術無法繞過的問題。本期，筆者將從三個維度分析3D打印對零件的應用性和發展性。
為什麼3D打印機用不起來？
用戶在購買設備的時候往往有很大的期許，銷售商會宣稱這臺設備可以打印手板、夾具、甚至功能產品，其展示的PPT和國外案例也非常高端。然而現實是，用戶把設備買回之後用起來或用的好的卻不多，其主要原因有以下幾個方面：
1. 應用受限
目前，3D打印雖然在航空航天、汽車、醫療等領域獲得了很大的發展，但這些行業往往存在相當大的壁壘，絕大部分用戶無法進入這些領域。普通用戶的大部分3D打印應用仍集中在手板行業，而手板的實際需求量以及已經存在的較多的服務商，使得服務利潤微薄，設備投資商靠量回本變得困難。
2. 只看表面成本，忽視其他利好
這涉及到對3D打印價值的認同度，如果將其視為與傳統加工一樣，用於製作傳統零件，3D打印所使用的材料和工藝形式天然的導致其製造成本高昂。實際上，3D打印應該去做傳統加工手段無法做到的事情。使用3D打印製造零件僅是最初級的意義，用戶還需要利用其快速製造和複雜製造的特點提高研發速度，更快的佔有市場，同時利用它去優化供應鏈；如果從業者把設計和創新思維融合進去，3D打印所製造的零件將會有更高的附加值。但很多的用戶目前僅關注到材料成本很貴、維護麻煩、用不起，看不到後續價值。
3D打印產品的增值空間
3. 不知如何擴展應用
在很長一段時間內，用戶購買設備的初心往往是採用一種新技術來製造傳統零件，如開發新產品，快速佔領市場，或者單純的做3D打印服務。對產品持續創新能力的缺失，使3D打印應用一直停留在低端製造；而服務商通過拼價格的方式爭取客戶，經營也面臨困境。實際上這都是不知如何擴展應用的表現。
以上幾種情況都是筆者根據從業經驗所看到的現象，這些原因都影響了內部3D打印機的使用率，而且還有可能是內部的3D打印機滿足不了自己的全部需求，如買了塑膠的機器就打印不了金屬等等。但無論是持有設備還是外發抑或是組合方案，對於想在自身業務上發展3D打印應用的公司來說都存在著一個困惑，即缺少一套有效的方法來最大化地使用3D打印，缺乏提高產品價值的能力。
哪些零件適合使用3D打印
接下來筆者將闡述EOS在遴選適合3D打印零件和提高產品價值方面的方法策略，希望能幫助到讀者快速地評估自家業務的產品，匹配3D打印應用。
零件的篩選要評估技術和經濟適用性
技術適用性要明確3個問題：
● 零件的尺寸是否符合設備的成型尺寸？
● 3D打印的材料是否跟零件的原有材料接近或相同？某些低強度要求的金屬零件是否可以“以塑代鋼”？
● 3D打印是否能滿足零件的性能要求？包括機械強度，表面粗糙度，尺寸精度和使用環境或者認證（如航空、醫療）等。
判斷3D打印的零件能否滿足性能要求
經濟的適用性，也須明確3個問題：
● 零件是否足夠複雜使得3D打印的成本小於傳統工藝
● 3D打印的單件成本跟傳統工藝對比差多少？
● 3D打印使得零件可產生哪些增值效果？
3D打印對於形狀複雜而小批量的零件更具優勢
3D打印的單件成本應該通盤考慮，包括設計優化和前處理的人工成本，設備的分攤和材料成本，後處理的設備分攤和人工成本，客戶的訂單量以及達到零件要求的後加工成本等。
3D打印的單件成本受到以上不同因素的影響
實際上很多時候我們計算出來的3D打印成本比傳統加工高，是否採用3D打印進行生產就要計算增值效益能否抵過超出來的成本。可以疊加產品經過創新後獲得的利潤和效率收益以及運營效率提升後獲得的經濟和時間收益，計算整體的淨收益然後比對溢出的3D打印成本。
如何判斷3D打印產品的增值效益
一是創新性，主要體現在新的設計、輕量化、定製化和多部件合併。
在模具製造領域，注塑模具的隨形冷卻系統完全是因為3D打印而誕生的新產品設計；在汽車和航空航天領域，特斯拉的金屬打印車門支架和寶馬I8通過MJF技術打印的車窗導軌以及航空航天工業的金屬打印支架，均使用了拓撲優化使零件實現了輕量化；在醫療領域，根據踝關節損傷的病人個體特點定製的足部矯形器，使用3D打印獲得了個性化、輕便且透氣的功能，增加了佩戴的舒適性；而在航空發動機和燃氣輪機制造領域，多部件合併一體化設計，增強了原來組裝體的結構穩定性還減少了緊固件的成本和組裝工時。這些都是通過產品創新實現的增值。
3D打印產品的創新性體現
二是運營效率提升，主要體現在：製造週期縮短、裝配步驟減少、輕資產化和庫存減少。
3D打印快在直接製造產品，減少了需求申請、外發等待時間和物流時間等中間環節，真正做到有需求馬上能按時按量及時生產；通過多零件合併的部件，可以減少組裝工序，從而減少相對應的產線成本，並使效率提升；相比傳統的注塑成型，3D打印不需要模具且可以一次性加工不同設計的產品，從而對資產的投入僅是一臺3D打印設備而已，減輕了資產負擔；而3D打印快速生產的特點，可大幅地降低庫存甚至做到零庫存，也可減少大量成本。
3D打印帶來運營成本的降低
如何量化3D打印產品的增值效益
採用一個簡單快速的評估表即可檢驗零件是否適合應用3D打印。我們以一個機械設備操縱桿的案例進行說明。首先根據填寫技術和經濟適用性等級表格，得出指標等級。
通過表格評估技術和經濟適用性
接下來是採用九宮格評估表格得出是否有必要採用3D打印製造，或是需要通過二次開發獲取增值效益，後者需要探究輕量化、部件整合以及面向增材製造者的設計等優化策略。
通過九宮格快速評估零件
以上內容就完成了“零件的篩選”階段。而如果零件需要進行二次開發，則這一流程將進入第二階段，即通過面向增材製造的設計來優化產品和發展應用，並評估這些零件的業務量。如果零件的需求達到一定的程度，那麼可進入第三階段，即量產階段。
END
對以上主要內容進行總結，可以得出EOS採用“三部走”的策略來發展3D打印應用，首先是篩選出合適的零件；第二步是針對某些適用性在臨界點的零件進行優化，擴大應用量；第三步是利用槓桿加大3D打印零件的產量。這是從三個維度分析3D打印對零件的應用性和發展性。激光天地轉載自：Tim Ye 3D打印技術參考
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