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3D打印，為制造業(yè)創(chuàng)造“綠色驚喜”

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3D打印，為制造業(yè)創(chuàng)造“綠色驚喜”

雖然3D打印本身不是項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，但卻促進(jìn)了企業(yè)流程的可持續(xù)性。

創(chuàng)瞰巴黎 ·

文|創(chuàng)瞰巴黎

導(dǎo)讀

3D打印可以減少原材料消耗及浪費(fèi)，減少二氧化碳排放，幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到上市的周期，有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。越來越多使用3D打印技術(shù)的企業(yè)不僅加快了創(chuàng)新，產(chǎn)品和制造工藝也變得更綠色了。

一覽：

  • 丹麥企業(yè)關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，但對(duì)產(chǎn)品循環(huán)利用的關(guān)注度不足。
  • 3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域是產(chǎn)品開發(fā)，但在可持續(xù)性方面發(fā)揮了意料之外的作用。
  • 3D打印可以減少原材料消耗及浪費(fèi)。
  • 3D打印幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到上市的周期，減少物流過程的二氧化碳排放。
  • 3D打印有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，幫助企業(yè)減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

3D打印，也稱增材制造，曾被譽(yù)為“能改變世界的技術(shù)”。雖然該技術(shù)誕生近40年，且在10年前經(jīng)歷了一陣熱潮，但卻仍未展現(xiàn)改變世界的能力，僅在假體制造及航空航天等細(xì)分領(lǐng)域體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

3D打印曾備受矚目的原因之一，便是其“零廢棄物制造”的環(huán)保意義。3D打印曾號(hào)稱生產(chǎn)僅消耗生產(chǎn)所需原材料，故可按需生產(chǎn)，只需要運(yùn)送原材料。這一設(shè)想并沒能實(shí)現(xiàn)。但本文中的研究指出3D打印技術(shù)在生產(chǎn)端的實(shí)際應(yīng)用已體現(xiàn)其環(huán)保價(jià)值，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

南丹麥大學(xué)與丹麥增材制造中心自2018年起統(tǒng)計(jì)丹麥制造業(yè)的3D打印技術(shù)使用情況。該研究2022年[1]的最新報(bào)告基于2021年秋的采訪與問卷數(shù)據(jù)，分析了受訪企業(yè)3D打印技術(shù)的應(yīng)用與其可持續(xù)發(fā)展方針的關(guān)系，員工10名以上的制造企業(yè)皆可參與。

總體而言，丹麥企業(yè)注重生態(tài)保護(hù)。一項(xiàng)更加詳細(xì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一些有趣的趨勢(shì)。例如，踐行可持續(xù)生產(chǎn)的手段有很多，減少工業(yè)用水及能耗過去較為常見。但現(xiàn)在減少生產(chǎn)材料的浪費(fèi)也成為了廣泛采用的手段，已有超過一半的企業(yè)開始注重產(chǎn)品使用方式的優(yōu)化。

相比之下，企業(yè)對(duì)提升產(chǎn)品循環(huán)性的重視度較低。近半數(shù)企業(yè)稱其完全不會(huì)或幾乎不會(huì)通過提供備用零件、維修服務(wù)、末期回收等方式延長產(chǎn)品使用壽命。而且許多企業(yè)完全不關(guān)注或幾乎不關(guān)注延長產(chǎn)品壽命、加強(qiáng)產(chǎn)品可回收性。

工業(yè)3D打印機(jī)

3D打印技術(shù)是一種以STL格式3D圖形為模板的增材技術(shù)。多數(shù)工藝采用液體材料、粉末或固體堆疊制造物件。不同的設(shè)備可以采用塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料，甚至是水泥（Create SDU等公司正進(jìn)行相關(guān)研發(fā)[2]）作為原材料。3D打印通常應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)中，如打印工具等物件用于生產(chǎn)，或打印成品組成部件或備用部件。企業(yè)使用3D打印技術(shù)的程度和便捷度取決其是否購買/租賃打印機(jī)，亦或是外包給第三方進(jìn)行打印。

01 意料之外的環(huán)保效應(yīng)

2018年和2019年，丹麥有1/4的受訪制造企業(yè)使用了3D打印技術(shù)，2021年增長至1/3。3D打印主要用途是產(chǎn)品開發(fā)，既能輔助新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，又能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)打印原型縮短開發(fā)流程。超八成受訪企業(yè)購買或租賃了3D打印機(jī)，兩成通過外包獲取3D打印服務(wù)。波音公司有專門的工業(yè)零件3D打印部門，為潛艇、直升機(jī)、飛機(jī)制造等提供服務(wù)。

過去，企業(yè)將數(shù)據(jù)發(fā)給生產(chǎn)成本更低的外國轉(zhuǎn)包商，原型寄回需等待幾周，重復(fù)幾次才能實(shí)現(xiàn)成品生產(chǎn)?，F(xiàn)在一天就能完成打印。3D打印技術(shù)還減少了從構(gòu)思到投產(chǎn)期間因物流產(chǎn)生的二氧化碳排放和廢棄物。

參與了本次調(diào)研的Jydsk Emblem Farbik，是丹麥一家為企業(yè)和政府客戶（包括丹麥軍方）供應(yīng)獎(jiǎng)牌、徽章的廠家。Jydsk Emblem Farbik在過去10年實(shí)施將生產(chǎn)設(shè)施遷回丹麥的戰(zhàn)略，以降低成本和物流時(shí)間，并保障產(chǎn)品質(zhì)量，保持靈活生產(chǎn)，加快交付時(shí)間。3D打印技術(shù)是這一切的基礎(chǔ)，既促進(jìn)了環(huán)保生產(chǎn)，還減少了開發(fā)生產(chǎn)過程中物流導(dǎo)致的二氧化碳排放。

機(jī)器人集成企業(yè)J rgensen Engineering也在加大3D打印應(yīng)用。該公司2016年首次嘗試3D打印，現(xiàn)在掌握熔融沉積成型3D打印技術(shù)，用以測(cè)試原型，生產(chǎn)設(shè)備的3D打印則是外包實(shí)現(xiàn)。

圖片來源：PI France - 企業(yè)使用3D打印技術(shù)進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)型的原因（圖9.1[3]）。

使用3D打印技術(shù)的企業(yè)往往更愿意踐行可持續(xù)倡議，尤其是循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡議。這一點(diǎn)令人出乎意料，因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)采用3D打印技術(shù)的初衷與可持續(xù)發(fā)展無關(guān)。雖然3D打印技術(shù)并非公認(rèn)的可持續(xù)技術(shù)，但采用這一技術(shù)的企業(yè)卻出意料之外地在可持續(xù)性上受益。

02 促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)性

3D打印之所以能提升企業(yè)運(yùn)營可持續(xù)性，有幾點(diǎn)原因。首先，3D打印可以減少原材料消耗，減少廢棄物。因?yàn)?D打印是層層疊加的增材技術(shù)，就連生產(chǎn)全新的產(chǎn)品也能節(jié)約原材料。其次，有了3D打印，企業(yè)不必忍受樣品及設(shè)備從成本較低的地區(qū)發(fā)至總部的漫長流程，也不必再寄送零件，減少了物流產(chǎn)生的二氧化碳排放。第三，3D打印便于企業(yè)通過維護(hù)、零部件生產(chǎn)、升級(jí)等手段增加產(chǎn)品壽命，減少負(fù)面環(huán)境影響。而且3D打印的產(chǎn)品便于拆卸回收。不久的將來許多企業(yè)都需要回收?qǐng)?bào)廢產(chǎn)品，將其作為材料制造新部件或完整產(chǎn)品。

將企業(yè)使用3D打印技術(shù)的目的及效果相比較發(fā)現(xiàn)，技術(shù)給企業(yè)帶來的可持續(xù)紅利超出了前期預(yù)期。報(bào)告中比較了企業(yè)采納3D打印的原因和最終效果，發(fā)掘3D打印技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展效果超出預(yù)期。10%-15%的企業(yè)在產(chǎn)品回收、減少部件數(shù)量、減少材料消耗及浪費(fèi)幾項(xiàng)獲得了正向效果。這一趨勢(shì)預(yù)示著未來3D打印技術(shù)應(yīng)用將愈發(fā)普遍。

圖片來源：PI France - 3D打印技術(shù)是否達(dá)到使用預(yù)期（報(bào)告，圖6.6）

研究的主要發(fā)現(xiàn)是，越來越多使用3D打印技術(shù)的企業(yè)不僅加快了創(chuàng)新，產(chǎn)品和制造工藝也變得更綠色了。雖然3D打印本身不是項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，但卻促進(jìn)了企業(yè)流程的可持續(xù)性。這既是追求可持續(xù)目標(biāo)的必然結(jié)果，也是3D打印等技術(shù)應(yīng)用的無心插柳。企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到，無論是為了降低成本、加速創(chuàng)新，還是提升業(yè)務(wù)可持續(xù)性，采用3D打印技術(shù)都能提升其環(huán)保水準(zhǔn)。

參考資料

1. https://am-hub.dk/wp-content/uploads/2022/02/ SDU-Rappor t_final _version_240222.pdf

2. https://www.create-sdu.com/

3. https://am-hub.dk/wp-content/uploads/2022/02/ SDU-Rapport_final _version_240222.pdf

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容，授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系原著作權(quán)人。

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3D打印，為制造業(yè)創(chuàng)造“綠色驚喜”

雖然3D打印本身不是項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，但卻促進(jìn)了企業(yè)流程的可持續(xù)性。

創(chuàng)瞰巴黎 · 2023/03/07 08:58

文|創(chuàng)瞰巴黎

導(dǎo)讀

3D打印可以減少原材料消耗及浪費(fèi)，減少二氧化碳排放，幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到上市的周期，有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。越來越多使用3D打印技術(shù)的企業(yè)不僅加快了創(chuàng)新，產(chǎn)品和制造工藝也變得更綠色了。

一覽：

  • 丹麥企業(yè)關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，但對(duì)產(chǎn)品循環(huán)利用的關(guān)注度不足。
  • 3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域是產(chǎn)品開發(fā)，但在可持續(xù)性方面發(fā)揮了意料之外的作用。
  • 3D打印可以減少原材料消耗及浪費(fèi)。
  • 3D打印幫助企業(yè)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)到上市的周期，減少物流過程的二氧化碳排放。
  • 3D打印有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，幫助企業(yè)減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

3D打印，也稱增材制造，曾被譽(yù)為“能改變世界的技術(shù)”。雖然該技術(shù)誕生近40年，且在10年前經(jīng)歷了一陣熱潮，但卻仍未展現(xiàn)改變世界的能力，僅在假體制造及航空航天等細(xì)分領(lǐng)域體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

3D打印曾備受矚目的原因之一，便是其“零廢棄物制造”的環(huán)保意義。3D打印曾號(hào)稱生產(chǎn)僅消耗生產(chǎn)所需原材料，故可按需生產(chǎn)，只需要運(yùn)送原材料。這一設(shè)想并沒能實(shí)現(xiàn)。但本文中的研究指出3D打印技術(shù)在生產(chǎn)端的實(shí)際應(yīng)用已體現(xiàn)其環(huán)保價(jià)值，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

南丹麥大學(xué)與丹麥增材制造中心自2018年起統(tǒng)計(jì)丹麥制造業(yè)的3D打印技術(shù)使用情況。該研究2022年[1]的最新報(bào)告基于2021年秋的采訪與問卷數(shù)據(jù)，分析了受訪企業(yè)3D打印技術(shù)的應(yīng)用與其可持續(xù)發(fā)展方針的關(guān)系，員工10名以上的制造企業(yè)皆可參與。

總體而言，丹麥企業(yè)注重生態(tài)保護(hù)。一項(xiàng)更加詳細(xì)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一些有趣的趨勢(shì)。例如，踐行可持續(xù)生產(chǎn)的手段有很多，減少工業(yè)用水及能耗過去較為常見。但現(xiàn)在減少生產(chǎn)材料的浪費(fèi)也成為了廣泛采用的手段，已有超過一半的企業(yè)開始注重產(chǎn)品使用方式的優(yōu)化。

相比之下，企業(yè)對(duì)提升產(chǎn)品循環(huán)性的重視度較低。近半數(shù)企業(yè)稱其完全不會(huì)或幾乎不會(huì)通過提供備用零件、維修服務(wù)、末期回收等方式延長產(chǎn)品使用壽命。而且許多企業(yè)完全不關(guān)注或幾乎不關(guān)注延長產(chǎn)品壽命、加強(qiáng)產(chǎn)品可回收性。

工業(yè)3D打印機(jī)

3D打印技術(shù)是一種以STL格式3D圖形為模板的增材技術(shù)。多數(shù)工藝采用液體材料、粉末或固體堆疊制造物件。不同的設(shè)備可以采用塑料、金屬、陶瓷、復(fù)合材料，甚至是水泥（Create SDU等公司正進(jìn)行相關(guān)研發(fā)[2]）作為原材料。3D打印通常應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)中，如打印工具等物件用于生產(chǎn)，或打印成品組成部件或備用部件。企業(yè)使用3D打印技術(shù)的程度和便捷度取決其是否購買/租賃打印機(jī)，亦或是外包給第三方進(jìn)行打印。

01 意料之外的環(huán)保效應(yīng)

2018年和2019年，丹麥有1/4的受訪制造企業(yè)使用了3D打印技術(shù)，2021年增長至1/3。3D打印主要用途是產(chǎn)品開發(fā)，既能輔助新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，又能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)打印原型縮短開發(fā)流程。超八成受訪企業(yè)購買或租賃了3D打印機(jī)，兩成通過外包獲取3D打印服務(wù)。波音公司有專門的工業(yè)零件3D打印部門，為潛艇、直升機(jī)、飛機(jī)制造等提供服務(wù)。

過去，企業(yè)將數(shù)據(jù)發(fā)給生產(chǎn)成本更低的外國轉(zhuǎn)包商，原型寄回需等待幾周，重復(fù)幾次才能實(shí)現(xiàn)成品生產(chǎn)?，F(xiàn)在一天就能完成打印。3D打印技術(shù)還減少了從構(gòu)思到投產(chǎn)期間因物流產(chǎn)生的二氧化碳排放和廢棄物。

參與了本次調(diào)研的Jydsk Emblem Farbik，是丹麥一家為企業(yè)和政府客戶（包括丹麥軍方）供應(yīng)獎(jiǎng)牌、徽章的廠家。Jydsk Emblem Farbik在過去10年實(shí)施將生產(chǎn)設(shè)施遷回丹麥的戰(zhàn)略，以降低成本和物流時(shí)間，并保障產(chǎn)品質(zhì)量，保持靈活生產(chǎn)，加快交付時(shí)間。3D打印技術(shù)是這一切的基礎(chǔ)，既促進(jìn)了環(huán)保生產(chǎn)，還減少了開發(fā)生產(chǎn)過程中物流導(dǎo)致的二氧化碳排放。

機(jī)器人集成企業(yè)J rgensen Engineering也在加大3D打印應(yīng)用。該公司2016年首次嘗試3D打印，現(xiàn)在掌握熔融沉積成型3D打印技術(shù)，用以測(cè)試原型，生產(chǎn)設(shè)備的3D打印則是外包實(shí)現(xiàn)。

圖片來源：PI France - 企業(yè)使用3D打印技術(shù)進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)型的原因（圖9.1[3]）。

使用3D打印技術(shù)的企業(yè)往往更愿意踐行可持續(xù)倡議，尤其是循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡議。這一點(diǎn)令人出乎意料，因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)采用3D打印技術(shù)的初衷與可持續(xù)發(fā)展無關(guān)。雖然3D打印技術(shù)并非公認(rèn)的可持續(xù)技術(shù)，但采用這一技術(shù)的企業(yè)卻出意料之外地在可持續(xù)性上受益。

02 促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)性

3D打印之所以能提升企業(yè)運(yùn)營可持續(xù)性，有幾點(diǎn)原因。首先，3D打印可以減少原材料消耗，減少廢棄物。因?yàn)?D打印是層層疊加的增材技術(shù)，就連生產(chǎn)全新的產(chǎn)品也能節(jié)約原材料。其次，有了3D打印，企業(yè)不必忍受樣品及設(shè)備從成本較低的地區(qū)發(fā)至總部的漫長流程，也不必再寄送零件，減少了物流產(chǎn)生的二氧化碳排放。第三，3D打印便于企業(yè)通過維護(hù)、零部件生產(chǎn)、升級(jí)等手段增加產(chǎn)品壽命，減少負(fù)面環(huán)境影響。而且3D打印的產(chǎn)品便于拆卸回收。不久的將來許多企業(yè)都需要回收?qǐng)?bào)廢產(chǎn)品，將其作為材料制造新部件或完整產(chǎn)品。

將企業(yè)使用3D打印技術(shù)的目的及效果相比較發(fā)現(xiàn)，技術(shù)給企業(yè)帶來的可持續(xù)紅利超出了前期預(yù)期。報(bào)告中比較了企業(yè)采納3D打印的原因和最終效果，發(fā)掘3D打印技術(shù)的潛在優(yōu)勢(shì)。我們發(fā)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展效果超出預(yù)期。10%-15%的企業(yè)在產(chǎn)品回收、減少部件數(shù)量、減少材料消耗及浪費(fèi)幾項(xiàng)獲得了正向效果。這一趨勢(shì)預(yù)示著未來3D打印技術(shù)應(yīng)用將愈發(fā)普遍。

圖片來源：PI France - 3D打印技術(shù)是否達(dá)到使用預(yù)期（報(bào)告，圖6.6）

研究的主要發(fā)現(xiàn)是，越來越多使用3D打印技術(shù)的企業(yè)不僅加快了創(chuàng)新，產(chǎn)品和制造工藝也變得更綠色了。雖然3D打印本身不是項(xiàng)環(huán)保技術(shù)，但卻促進(jìn)了企業(yè)流程的可持續(xù)性。這既是追求可持續(xù)目標(biāo)的必然結(jié)果，也是3D打印等技術(shù)應(yīng)用的無心插柳。企業(yè)需要認(rèn)識(shí)到，無論是為了降低成本、加速創(chuàng)新，還是提升業(yè)務(wù)可持續(xù)性，采用3D打印技術(shù)都能提升其環(huán)保水準(zhǔn)。

參考資料

1. https://am-hub.dk/wp-content/uploads/2022/02/ SDU-Rappor t_final _version_240222.pdf

2. https://www.create-sdu.com/

3. https://am-hub.dk/wp-content/uploads/2022/02/ SDU-Rapport_final _version_240222.pdf

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容，授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系原著作權(quán)人。