增材制造技術(shù),，或稱3D打印技術(shù),，根據(jù)電腦設(shè)計(jì)模型、采用材料逐層累加的方法制造產(chǎn)品,，被寄予全面革新制造業(yè)的厚望,。然而,，盡管獲得媒體的廣泛報(bào)道,，增材制造尚未在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中得到大規(guī)模應(yīng)用。

理論上,，增材制造技術(shù)可以制造更好的產(chǎn)品,，包括更多的產(chǎn)品種類、更優(yōu)的產(chǎn)品表現(xiàn),、更長的使用壽命和更輕的單位重量,。同時(shí)，該技術(shù)還將帶來生產(chǎn)工藝和流程的簡化,，例如,，交貨時(shí)間由于生產(chǎn)周期的縮短大大加快，生產(chǎn)地點(diǎn)的選擇更加靈活,，生產(chǎn)工具得以簡化,，生產(chǎn)廢料較傳統(tǒng)工藝相比大大減少,。

盡管總體市場規(guī)模較小，增材制造行業(yè)正在快速發(fā)展,，增速強(qiáng)勁,。目前，全球增材制造市場規(guī)模約為70億美元,，預(yù)計(jì)未來6年年復(fù)合增長率將高達(dá)24%,，2021年市場規(guī)模約為265億美元。

增材制造市場一般以光聚合物和熱塑材料為主,，金屬材料只占其中很小一部分,，但近年來，金屬打印這一細(xì)分市場高速發(fā)展,，為工業(yè)品領(lǐng)域的零部件加工帶來全新的可能,。

金屬打印能否在生產(chǎn)效率、質(zhì)量穩(wěn)定性和成本控制上滿足汽車等行業(yè)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的需求,，目前仍是未知數(shù),。但有理由相信，金屬打印一旦得到大規(guī)模應(yīng)用,，必將為當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)帶來變革,。

增材制造行業(yè)價(jià)值鏈

過去幾年中，增材制造行業(yè)內(nèi)的企業(yè)經(jīng)歷多輪的創(chuàng)業(yè)和整合,，頭部廠商確立行業(yè)領(lǐng)先地位,。Autodesk和Materialise是最主要的增材制造軟件供應(yīng)商，部分公司業(yè)務(wù)涉及行業(yè)價(jià)值鏈的多個(gè)環(huán)節(jié),，例如Stratasys生產(chǎn)3D打印機(jī)和打印后續(xù)處理,。部分3D打印機(jī)生產(chǎn)商也自行生產(chǎn)金屬粉末，但隨著行業(yè)分工的成熟化,，他們開始向?qū)ｉT金屬粉末廠商采購,。

預(yù)計(jì)行業(yè)價(jià)值鏈未來將繼續(xù)快速演變，隨著材料成本的下降和生產(chǎn)工藝的簡化,，增材制造的單位生產(chǎn)效率將大大提高,，并最終帶來重大行業(yè)變革。價(jià)值鏈的中間環(huán)節(jié)將得以簡化,，尤其在生產(chǎn)和生產(chǎn)后續(xù)處理環(huán)節(jié),。

生產(chǎn)流程將被重塑和重整，發(fā)展出一個(gè)無縫鏈接的端到端價(jià)值鏈,。整合可以通過企業(yè)內(nèi)部價(jià)值鏈延伸或企業(yè)之間的戰(zhàn)略合作來達(dá)成,，OEM廠商尤其需要增強(qiáng)對價(jià)值鏈各環(huán)節(jié)的深入了解。其中,，知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),、軟件研發(fā)和設(shè)計(jì)能力尤為重要,。

生產(chǎn)效率的提高、增材制造技術(shù)帶來的新產(chǎn)品和產(chǎn)品質(zhì)量改善,，將進(jìn)一步刺激需求端的增長,，企業(yè)把握和利用好發(fā)展時(shí)機(jī)，而其中,，備件生產(chǎn)和翻新將是兩個(gè)最重要的近期機(jī)會,。

金屬打印先驅(qū)：Siemens和GE

2017年2月，Siemens推出金屬打印技術(shù)生產(chǎn)的燃?xì)鉁u輪葉片,，預(yù)示著從前期設(shè)計(jì)到生產(chǎn)后處理的全線金屬打印技術(shù)將帶來的重大變革,。

Siemens首先研發(fā)出基于金屬打印技術(shù)的燃?xì)鉁u輪葉片樣品，并對樣品進(jìn)行抗高壓能力測試（包括物理加壓,、高溫和高離心力）,，在將該樣品安裝到渦輪機(jī)并成功測試后，Siemens開始量產(chǎn)金屬打印的渦輪葉片,，發(fā)展渦輪機(jī)的零部件后市場,。

通過金屬打印技術(shù)的應(yīng)用和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的內(nèi)部整合，Siemens主要獲益如下：

便于不斷改進(jìn)設(shè)計(jì),，優(yōu)化渦輪葉片產(chǎn)品表現(xiàn)：全面掌握核心知識產(chǎn)權(quán),；省去傳統(tǒng)生產(chǎn)流程中的鑄造和打孔等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)；省去供應(yīng)商環(huán)節(jié),，提高產(chǎn)品利潤率,；通過應(yīng)用金屬打印技術(shù)，Siemens的整個(gè)生產(chǎn)周期僅為18個(gè)月,，與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比,，生產(chǎn)周期大大縮短。此外,，零部件金屬打印技術(shù)也可反哺其他產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì),，為Siemens未來金屬打印技術(shù)的產(chǎn)品種類拓展做好準(zhǔn)備。

此外,，Siemens還將金屬打印技術(shù)成功應(yīng)用于渦輪機(jī)噴頭的維修,。此前,，噴頭的維修需要替換掉大部分噴頭,，在用傳統(tǒng)方法重新安裝新的噴頭。如今,，通過金屬打印技術(shù)的應(yīng)用,，只需要替換掉一小部分噴頭，再用金屬打印零件填充即可,。維修周期從44周縮短到4周,，大大提高顧客供貨效率,、減少維修成本。

GE是另一家將金屬打印技術(shù)應(yīng)用于全線生產(chǎn)的先驅(qū),。它在金屬打印技術(shù)發(fā)展上共計(jì)投資15億美元,，其中5千萬美元用于投資一家位于阿拉巴馬州的工廠，主要生產(chǎn)金屬打印LEAP飛機(jī)引擎燃油噴嘴（預(yù)計(jì)2020年噴嘴產(chǎn)量達(dá)到35,000個(gè)）,。跟由20個(gè)零部件組成的傳統(tǒng)燃油噴嘴相比,，使用金屬打印技術(shù)生產(chǎn)出來的燃油噴嘴為一個(gè)整體零件，重量減少25%,，使用壽命延長5倍,。噴嘴重量的減輕，為航空業(yè)客戶帶來燃油成本的顯著下降,。

創(chuàng)新推動金屬打印技術(shù)的應(yīng)用

盡管金屬打印市場仍處于萌芽狀態(tài),，GE、Siemens和Michelin/ Fives' AddUp等企業(yè)金屬打印技術(shù)創(chuàng)新的成功并非個(gè)例,。多類金屬被廣泛應(yīng)用于航空航天,、汽車、航海,、醫(yī)藥和牙科等諸多行業(yè),。

然而，金屬打印技術(shù)目前大多應(yīng)用于中小型的復(fù)雜高值零部件,，而這些零部件本身不需要大規(guī)模的產(chǎn)量,，GE和Siemens的案例便是如此。

其中一大原因在于,，粉末床熔合技術(shù)（Powder Bed Fusion）仍是主流,，通過熱能選擇性地熔化金屬粉末層區(qū)域。市面上大多數(shù)（約80%）金屬打印機(jī)所使用的都是這項(xiàng)技術(shù),。

然后,，一項(xiàng)新興的金屬打印技術(shù)，即定向能量沉積技術(shù)（Directed Energy Deposition）,，正在興起,。該技術(shù)與傳統(tǒng)粉末床熔合技術(shù)相比，生產(chǎn)效率更高,，能以更低的單位成本生產(chǎn)更大,、更為復(fù)雜的零部件，將進(jìn)一步推動金屬打印技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新,。

短期內(nèi),，金屬打印技術(shù)用于大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)金屬部件也許不大現(xiàn)實(shí)，也不大可能全面替代傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，但技術(shù)的發(fā)展正在開拓更多的行業(yè)機(jī)會,。未來,，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)下的諸多環(huán)節(jié)將進(jìn)一步減少和整合，帶來整個(gè)行業(yè)價(jià)值鏈的精簡,。

對于OEM廠商來說,，擁有一套高成熟度的軟件，對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)流程的優(yōu)化很重要,。擁有橫跨整條價(jià)值鏈的全面能力也尤為重要,，可以通過企業(yè)間的戰(zhàn)略合作來完成。

這將是一個(gè)漸進(jìn)式發(fā)展的行業(yè),，需要廠商重新審視自己的商業(yè)模式,，識別成功應(yīng)用3D打印技術(shù)所需的核心競爭力。