罗兰贝格-金属3D打印的新发展-2019.1-12页_771kb

金属3D打印的新发展总结

核心内容

金属增材制造（3D打印）正逐步进入产业化阶段，成为制造业的重要组成部分。随着技术的进步，越来越多的领域开始采用该技术，尤其是在小批量、高性能和复杂形状的零件制造中。然而，尽管有诸多优势，金属3D打印的成本仍然是其大规模应用的主要障碍。

主要观点

1. 技术多样性：金属3D打印技术种类繁多，包括激光粉末床熔化（PBF-L）、电子束粉末床熔化（PBF-EB）、直接能量沉积（DED）、金属喷射（MJ）、粘合剂喷射（BJ）和材料压铸（EXT）等。
2. 成本与性能的权衡：不同技术在零件性能、批量大小和成本之间存在不同的平衡点。激光粉末床熔化技术虽然性能高，但成本相对较高，难以在大批量生产中与传统制造技术竞争。
3. 市场挑战：企业面临技术选择的复杂性，新技术不断涌现，使得企业难以判断哪些技术最适合其特定的业务需求。同时，技术的宣传与实际能力之间可能存在差距，导致企业对新技术持观望态度。
4. 战略制定：为了应对这些挑战，企业需要制定全面的技术路线图，以确保在增材制造的发展中保持竞争优势。罗兰贝格提出了一套四步走流程，帮助企业筛选技术、评估用例、分组用例并创建路线图，同时建立定期更新机制。

关键信息

激光粉末床熔化（PBF-L）

• 现状：是金属增材制造的核心技术，广泛应用于航空航天、医疗、汽车等领域。
• 成本与性能：成本较高，尤其在大批量生产中，与传统制造技术相比差距显著。目前制造涡轮叶片的成本比传统方法高70倍。
• 发展趋势：未来成本有望下降，但短期内不会出现革命性变化。新技术的出现可能推动其优化，保持其在高性能应用中的主导地位。

替代性增材制造技术

• 直接能量沉积（DED）：主要用于涂层和小众应用，但有潜力在中等批量生产中替代激光粉末床熔化。
• 金属喷射（MJ）：适用于中等至高性能应用，且具有一定的成本优势。
• 粘合剂喷射（BJ）：适用于大批量、低成本应用，目前在医疗和一般工业品中较为成熟。
• 材料压铸（EXT）：主要用于原型和小批量生产，成本较低。

技术路线图建议

1. 筛选完整解决方案：了解现有技术的功能与适用范围，判断是否与企业特定业务相关。
2. 评估用例：系统地审视产品组合，识别适合增材制造的零件，考虑其从原型到售后的工程应用。
3. 用例分组并创建路线图：根据零件性能、批量大小与成本的要求，将用例分组，并制定相应的技术投资策略。
4. 定期更新机制：建立一个持续的筛选流程，以确保技术路线图与市场变化保持同步。

技术发展与市场前景

• 成本降低目标：要使增材制造在大批量生产中具有竞争力，成本需降低至少90%。
• 未来趋势：预计未来几年内，多种技术将共存，满足不同客户需求。激光粉末床熔化可能与其他技术结合，形成更高效的生产方案。
• 企业应对策略：企业应积极关注技术发展，制定适应未来市场变化的战略，以确保在增材制造的产业化进程中占据有利位置。

结论

金属3D打印正处于从实验性技术向工业化应用过渡的关键阶段。企业需认识到技术多样性和成本效率的重要性，通过系统的方法制定技术路线图，以在未来的制造业竞争中占据优势。