3D Systems的領導團隊認為增材制造(AM)的前景如何?
增材制造顯然是各種工業(yè)和醫(yī)療保健市場的游戲規(guī)則改變者,3D Systems的領導團隊預測了幾個關鍵的增材制造趨勢,他們認為這些趨勢將對增材制造行業(yè)產(chǎn)生積極影響。
Dr. Jeffrey Graves
3D Systems總裁兼首席執(zhí)行官
“我預計,在各個行業(yè)中,將增材制造集成到生產(chǎn)應用流程中,將繼續(xù)在幫助減輕供應鏈中斷方面取得重要進展?!?br />
在整個2023年,我們繼續(xù)看到增材制造(AM)在推動工業(yè)和醫(yī)療保健市場創(chuàng)新方面取得了重大進展。這項技術已經(jīng)在許多行業(yè)發(fā)生了變革,但我預計到2024年,我們將看到增材制造在半導體、耐用消費品、航空航天和國防、醫(yī)療設備和牙科領域產(chǎn)生更大的動力。
在各個行業(yè)中,我預計生產(chǎn)應用的AM集成將繼續(xù)在幫助減輕供應鏈中斷方面取得重要進展。行業(yè)領先的制造商不斷意識到,增材制造使他們能夠通過本地制造來控制供應鏈。這反過來又通過減少供應商數(shù)量和消除對昂貴的物流供應商跨地域移動組件的需求來幫助降低成本。這也有可能通過減少制造商的碳足跡對環(huán)境產(chǎn)生積極影響。
控制供應鏈的趨勢在醫(yī)療保健領域顯示出很強的吸引力,特別是在醫(yī)療設備的生產(chǎn)方面。領先的供應商正在投資于醫(yī)院和手術中心內(nèi)的增材制造解決方案,以生產(chǎn)個性化設備,如植入物和手術工具。隨著我們進入未來一年,我相信我們將看到醫(yī)療機構加速采用AM,因為外科醫(yī)生和供應商努力生產(chǎn)能夠?qū)颊咦o理和患者體驗產(chǎn)生積極影響的設備。
我也希望AM增材制造能夠?qū)崿F(xiàn)設備的個性化,這將在牙科行業(yè)發(fā)揮重要作用。數(shù)字牙科解決方案已經(jīng)廣泛用于生產(chǎn)修復牙齒,正畸和種植體。到2024年,我預計AM增材制造將通過間接生產(chǎn)來發(fā)揮不可或缺的作用,以創(chuàng)建模具,直接生產(chǎn)設備。增材制造不僅能夠生產(chǎn)針對特定患者的設備,還能夠大規(guī)模定制,可以為從定制手術指南和植入物到假牙和正畸器具的所有產(chǎn)品提供獨特的方法。
從醫(yī)療保健到工業(yè)應用,半導體行業(yè)在解決疫情帶來的持續(xù)芯片短缺的能力方面繼續(xù)面臨重大挑戰(zhàn)。雖然增材制造在半導體資本(semicap)設備方面已經(jīng)展示了十多年的優(yōu)勢,但我預計它將在未來一年發(fā)揮越來越大的作用,因為它能夠加快上市時間,并使零件的生產(chǎn)具有更高的性能。這將是可能的,因為增材制造能夠以精確的精度交付難以置信的復雜部件,這是使用傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的。此外,這些獨特的部件可以改善semicap設備的操作方式,從而加快生產(chǎn)速度,縮短急需的芯片上市時間。
我相信AM加速創(chuàng)新的能力也將在消費品領域發(fā)揮關鍵作用。隨著進入壁壘的降低,AM作為一種生產(chǎn)技術的采用繼續(xù)加速。這在耐用消費品行業(yè)變得非常明顯,增材制造曾經(jīng)被視為原型設計的推動者,可以縮短產(chǎn)品開發(fā)。隨著我們進入2024年,我預計許多消費品制造商將繼續(xù)將增材制造集成到許多應用的生產(chǎn)工作流程中,特別是在電子行業(yè)。消費者繼續(xù)尋求最新的技術來幫助他們溝通和管理他們的個人生活。增材制造加速公司創(chuàng)新步伐的能力,不僅可以加快產(chǎn)品開發(fā)時間,還可以推動產(chǎn)品開發(fā),為消費者提供更獨特的功能。
Reji Puthenveetil
3D Systems增材制造解決方案執(zhí)行副總裁兼首席商務官
“由于增材制造能夠促進零件整合,提高開發(fā)速度并提供設計靈活性,我相信我們將看到消費產(chǎn)品設計的增長趨勢,由于增材制造能夠生產(chǎn)使用傳統(tǒng)技術無法實現(xiàn)的設計,因此可以同時考慮形式和功能?!?br />
增材制造(AM)已經(jīng)展示了其為各種工業(yè)應用轉(zhuǎn)變制造工作流程的能力。我們繼續(xù)看到鑄造、航空航天以及石油和天然氣領域的進步。然而,隨著我們進入2024年,我相信我們將看到增材制造在半導體和耐用消費品兩個行業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
半導體光刻和晶圓加工設備需要不斷創(chuàng)新,以滿足?日益復雜的微芯片生產(chǎn)對精度、速度、可靠性和生產(chǎn)率的要求。此外,對提高質(zhì)量、?改進總擁有成本、縮短上市時間和最小化供應鏈中斷的持續(xù)需求仍然存在。
增材制造在半導體資本設備行業(yè)已經(jīng)展示了十多年的優(yōu)勢,并在過去幾年中迅速增長。因此,雖然增材制造在這個行業(yè)并不新鮮,但我們看到這項技術正在獲得動力,我預計它將在兩個關鍵領域產(chǎn)生影響:
- 加速開發(fā)時間: 減少制造復雜性和計劃周期將轉(zhuǎn)化為更短的創(chuàng)新上市時間。我相信,對于那些生產(chǎn)高端固態(tài)存儲器和高性能處理器等超高密度產(chǎn)品的制造商來說,這一點尤其明顯。?我也相信這將積極影響鑄造廠的產(chǎn)量,這將有助于結(jié)束短缺。
- 提高性能: 隨著增材制造使新一代半導體資本設備更加強大和精確,我預計這將反過來實現(xiàn)需要高功耗和精密冷卻的新工藝。為了支持這一點,我相信增材制造的散熱器和冷卻系統(tǒng)將比傳統(tǒng)方法制造的散熱器和冷卻系統(tǒng)每平方英寸提供更高的冷卻效率。這將通過消除熱性能障礙來加速創(chuàng)新,從而允許硬件制造商將更多的計算密度裝入相同的空間。
另一個我期望看到增長的領域是消費品。增材制造已經(jīng)存在,但我看到增材制造可以在過程的早期將形式和功能結(jié)合起來。由于增材制造能夠促進零件整合,提高開發(fā)速度并提供設計靈活性,我相信我們將看到消費產(chǎn)品設計的增長趨勢,由于增材制造能夠生產(chǎn)使用傳統(tǒng)技術無法實現(xiàn)的設計,因此可以同時考慮形式和功能。
我還期望增材制造將在消費品行業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)中得到更廣泛的應用,而不僅僅是作為一種原型技術。隨著增材制造行業(yè)的成熟,我相信我們會看到增材制造解決方案提供商提供完整的以應用為中心的解決方案,包括材料、硬件、軟件和服務,這些解決方案提供了巨大的效率。因此,這些定制解決方案在大規(guī)模生產(chǎn)環(huán)境中提供了更高的效率,同時保持了合理的成本。我們預計這種方法將加速的一個具體例子是連接器行業(yè),在這個行業(yè)中,增材制造不僅可以通過庫存支持生產(chǎn),還可以在新連接器的設計中發(fā)揮作用,以滿足市場不斷增長的需求。
Dr. Michael Shepard
3D Systems航空航天和國防部門副總裁
“隨著激光粉末床熔融、計算冶金和其他技術等金屬技術的發(fā)展,我們看到了解決長期存在的材料挑戰(zhàn)的新解決方案的出現(xiàn),例如在非常高的溫度下操作的能力或與增材制造工藝的兼容性的改善?!?br />
航空航天和國防部門一直是增材制造(AM)創(chuàng)新和采用的主要驅(qū)動力,我預計這一趨勢不僅會繼續(xù),而且會加速。全球地緣政治緊張局勢對航空航天和國防供應鏈造成了特別的壓力,其緊迫性是近期歷史上前所未有的。
許多航空航天和國防產(chǎn)品要么生產(chǎn)有限,要么停產(chǎn),處于其生命周期的維持階段。依靠傳統(tǒng)制造技術的供應鏈正在努力提高產(chǎn)能或重組。增材制造解決方案是快速提高生產(chǎn)能力的一個有吸引力的選擇,并且由于這些解決方案已成功地在許多材料和應用中得到驗證,因此進入的技術壁壘降低了。這些應用不僅限于使用增材制造制造的成品零件,而且我們也看到AM作為使用增材制造模具和圖案的間接方法廣泛采用的技術。此外,任何現(xiàn)代制造企業(yè)都可以從增材制造能力中受益,以生產(chǎn)夾具、工具、固定裝置和其他工作和生產(chǎn)力輔助工具。這些成熟的增材制造解決方案涵蓋了廣泛的技術和材料,包括金屬、聚合物、彈性體和復合材料。
隨著更成熟的方法進入常規(guī)生產(chǎn)應用,新的增材制造技術正在嶄露頭角。特別值得注意的是正在出現(xiàn)的新材料家族。隨著金屬技術的發(fā)展,如激光粉末床熔合、計算冶金和其他技術,我們看到了長期存在的材料挑戰(zhàn)的新解決方案的出現(xiàn),例如在非常高的溫度下操作的能力或與增材制造工藝的改進兼容性。聚合物增材制造技術的創(chuàng)新也在繼續(xù),PEEK、PEKK和Ultem等具有挑戰(zhàn)性的材料的打印技術也在不斷改進。以樹脂為基礎的聚合物也在進步,其材料現(xiàn)在堅韌、耐用,并且能夠抵抗紫外線和普通化學物質(zhì)的環(huán)境降解。通過這些技術創(chuàng)新,我預計AM將開始在更廣泛的航空航天和國防應用中占有一席之地,有助于加速創(chuàng)新并減輕供應鏈風險。
Dr. Gautam Gupta
3D Systems高級副總裁兼總經(jīng)理,醫(yī)療器械
“我預計,在未來一年,我們將看到增材制造在醫(yī)療設備中的應用加速,從而使一系列應用受益。”
我認為,2024年醫(yī)療器械行業(yè)的主要驅(qū)動因素將是:成本、創(chuàng)新和上市速度,以及供應鏈的安全性和穩(wěn)定性。增材制造(AM)以其支持這些趨勢的能力而聞名,我預計我們將在未來一年看到增材制造在醫(yī)療設備中的采用加速,從而受益于一系列應用。
個性化的應用將繼續(xù)增長,包括顱頜面、骨科腫瘤學、脊柱融合手術和全關節(jié)重建。我預計更快周轉(zhuǎn)時間的壓力會增加,這將需要像美國和歐洲這樣的大型市場的本地端到端解決方案。這對于處理復雜病例(如創(chuàng)傷病例)的主要護理點機構將越來越重要。這將要求增材制造解決方案提供商通過更緊密的軟件集成(包括使用人工智能)來適應和簡化其工作流程,以管理復雜的個性化案例并更有效地擴展運營。此外,這些機構將能夠簡化和控制其供應鏈,同時降低成本和周轉(zhuǎn)時間。
隨著美國醫(yī)療保健費用的增加,我們看到門診手術中心(ASCs)的普及以前所未有的速度加速,作為使用醫(yī)療設備的不太復雜的手術的替代品,這些手術以前只在大醫(yī)院才會發(fā)生。ASCs通常具有更低的操作成本模式,因此他們可以以顯著降低的成本為患者提供手術。由于這些中心占地面積較小,因此在城市中數(shù)量較多,它們也可以滿足更大的患者群體,更靈活地安排手術,從而擴大這些機構處理的病例數(shù)量。與大型醫(yī)院相比,這些機構由于其規(guī)模,通常具有較低的庫存模式,并且鼓勵解決個性化病例,以減少植入物和器械的庫存負擔。因此,我相信我們將看到越來越多的醫(yī)療設備OEM采用AM,因為他們開始滿足全國范圍內(nèi)不斷增長的ASCc網(wǎng)絡的需求。
Chuck Stapleton
3D Systems副總裁兼總經(jīng)理,牙科
“為了滿足這些牙科公司不斷增長的需求,我預計我們還將看到新的AM平臺的引入,這些平臺將為這些大規(guī)模定制工作流程提供更好的速度和吞吐量?!?br />
近年來,牙科行業(yè)采用增材制造(AM)的趨勢顯著增長。這在很大程度上是由于數(shù)字牙科解決方案能夠?qū)⒀揽茖嶒炇液驮\所的速度、生產(chǎn)力、效率和精度提高到新的水平。隨著我們進入2024年,我相信我們會看到大型牙科公司的采用速度最快。這些制造商可能已經(jīng)建立了AM生態(tài)系統(tǒng),這將使他們能夠快速集成和驗證新的3D打印技術。為了滿足這些牙科公司不斷增長的需求,我預計我們還將看到新的AM平臺的引入,這些平臺將為這些大規(guī)模定制工作流程提供更好的速度和吞吐量。
AM增材制造已經(jīng)被證明具有廣泛的修復、正畸和種植應用價值。這包括全假牙和局部假牙的數(shù)字工作流程、定制托盤和試戴、可移動局部假牙(RPDs)的鑄造模式、正畸模型、夾板、固位器、間接粘接托盤、手術指南和模型以及臨時支架。隨著我們進入來年,我預計我們將看到消失模(例如,失蠟,熱成型模具)的使用減少,更多的產(chǎn)品將轉(zhuǎn)向直接生產(chǎn),可以立即放入患者的嘴里。使用AM增材制造生產(chǎn)的這些設備可能會超過使用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的設備的質(zhì)量,這有可能對患者的治療結(jié)果和舒適度產(chǎn)生積極影響。我預見這將被用于諸如直接打印義肢和正畸對準器等應用。我還認為,由于保險報銷和經(jīng)濟前景的推動,將會有更大的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)向可移動手術,減少植入/固定手術。由于噴射技術的多功能性,我們可能還會看到在此類應用中使用噴射技術的增加。
最后,沒有技術的進步,所有這些應用上的進步都是不可能的。然而,新的數(shù)字牙科解決方案的引入和采用受到監(jiān)管機構的嚴重影響。在美國,我預計我們將看到產(chǎn)品推出的速度大大加快,創(chuàng)新的步伐也將比歐洲更快。這在很大程度上是由于歐洲醫(yī)療器械法規(guī)(MDR)最新變化的影響。要求變得更加嚴格,需要更長的審批時間,這反過來又大大減緩了上市時間。我預計這也將需要進一步審查使用鈦和不銹鋼作為牙科設備的能力,而不是鈷鉻。
關于3D Systems
35年前,3D Systems為制造業(yè)帶來了3D打印的創(chuàng)新。今天,作為創(chuàng)新的增材制造解決方案合作伙伴,我們?yōu)槊恳淮位訋韯?chuàng)新、性能和可靠性,使我們的客戶能夠創(chuàng)造更新的產(chǎn)品和商業(yè)模式。由于我們提供獨特的硬件、軟件、材料和服務,每個特定應用的解決方案都由我們的應用工程師的專業(yè)知識提供支持,他們與客戶合作,改變他們交付產(chǎn)品和服務的方式。3D Systems的解決方案適用于醫(yī)療和牙科、航空航天和國防、汽車和耐用品等醫(yī)療保健和工業(yè)市場的各種先進應用。
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