塑造增材制造未来的 5 个趋势 [2021]

2020 年，增材制造行业既经历了艰难时期，又重新聚焦生产。 AM 的持续发展让我们想知道 2021 年将为该行业带来什么。

以下是我们将定义 AM 未来发展的五个关键趋势。

1.增材软件创新将迎头赶上

软件长期以来一直是3D打印发展的瓶颈。硬件能力和软件支持之间存在差距，随着 3D 打印作为一种生产方法开始成熟，这种差距变得更加明显。

软件将 AM 工作流程中的每个关键步骤联系起来，从订购、零件设计、构建准备、生产计划和监控以及交付。但直到最近，软件解决方案还没有针对 3D 打印的独特方面进行优化。

结果，许多流程是手动的或效率低下的，因为公司使用的技术装备很差，无法用于 AM。

在过去几年中，该行业一直在努力缩小现有差距，但仍有改进的空间。

2021 年，这一进展将继续，大大小小的软件公司都将专注于软件解决方案，以满足增材制造技术的要求。这种演变将推动下一代软件工具的发展，从而推动 AM 进入工业化。

2.更加关注机器连接

我们预计 2021 年最大的增材制造趋势之一是使增材制造解决方案（软件和硬件）更容易与生产车间集成和连接。

封闭式或专有的 AM 系统长期以来一直主导着 AM 硬件市场。此类系统通常使用机器 OEM 提供或批准的材料和软件，并且不容易与第三方解决方案集成。

虽然封闭系统方法可能非常适合确保流程可靠性，但它通常被视为限制协作和连接。

随着公司增加其 AM 业务，他们将需要能够将他们的机器和软件无缝连接到他们的生产环境。对在连接性上蓬勃发展的技术使用孤立的解决方案是增材制造的一条无路可走的道路。

重要的是，我们见证了硬件制造商越来越多地将注意力转移到可以与工厂车间集成的系统上。

这种趋势在 2020 年已经很强劲：例如，我们最近宣布与 HP 合作，这使 HP AM 系统能够与我们的附加 MES 软件集成。

支持这一趋势的另一个例子来自 3D 打印行业的支柱 Stratasys。 12 月，该公司宣布扩大其历史上封闭机器的连接能力。

这意味着现在可以更轻松地将 Stratasys 的系统与第三方软件连接，让用户能够使用他们选择的软件应用程序集成和管理他们的增材生产。

对于 AM 设施而言，系统连接不再是一种选择，而是一种必需品。看到 AM 行业参与者开始认识到并解决这一需求，这更加令人鼓舞。

更多相关信息：您如何利用 3D 打印机监控来扩展增材制造？

3. AM和AI的持续融合

人工智能和机器学习正在成为 AM 增长不可或缺的一部分。 AM 价值链的几乎所有部分都可以从 AI 中受益，包括材料开发、机器设置、零件设计和工作流程自动化。

这就是为什么我们预计在 2021 年我们将看到 AI 和 AM 技术之间的更大整合。

在硬件领域，AI 将与 AM 系统配对，以实现更好的过程控制和可重复性。例如，Inkbit 现在正在开发一种集成到聚合物系统中的基于 AI 的视觉系统。该系统将能够扫描每个 3D 打印层并预测打印过程中的材料行为。

衍生式设计已经被广泛认为是 AM 的一项重大数字创新，也有可能从 AI 和机器学习中受益匪浅。

迄今为止，衍生式设计主要用于优化强度和刚度占主导地位的载荷路径。它还可以用于热或振动优化场景。

人工智能和机器学习将衍生式设计提升到一个新的水平，为新设计完全适应增材制造流程打开大门。

虽然我们可能需要几年时间才能完全开发出使设计自动适应流程的能力，但我们预计今年将取得重大进展，使我们更接近这一目标。

将 AI 用于 AM 行业的另一个绝佳机会是将其与制造执行系统集成。例如，在 AMFG，人工智能为我们的附加 MES 软件提供动力，以自动执行数据收集等手动任务。

将来，可以应用机器分析功能来分析收集到的数据，并建议可以在哪些方面改进生产操作。最终，它将更好地了解关键瓶颈所在以及如何优化流程以充分利用 AM。

归根结底，对更智能、更自主的 AM 的需求表明 AM 硬件和软件中的 AI 功能只会不断进步。

4. AM 将推动分布式制造

随着组织寻求面向未来的供应链，他们中的许多人正在接受新的供应链模型和技术，这将使他们能够降低成本或在他们制造的产品之间更灵活地转换。

这种对更大灵活性和敏捷性的需求将催生由增材制造驱动的分布式本地化制造。

AM 可以显着减少制造复杂金属或聚合物形状所需的步骤数量，加快交货时间并促进向数字库存的转变。这些优势使其对分布式制造模型特别有吸引力。

我们相信，2021 年将是更多公司开始认真研究使用 AM 进行分布式制造的一年。惠普最近的一项调查支持了这一趋势，指出 59% 的公司目前正在评估混合模型，52% 的公司正在研究本地化数字制造。

5.添加剂MES的下一波增长

采用增材制造等数字制造技术最终将需要一个软件基础，​​它可以支持整个组织中增材制造的增长和可扩展性。

这就是为什么我们看到对增材制造的制造执行系统 ​​(MES) 越来越感兴趣的原因。 MES 软件旨在通过自动化订单管理、生产计划和监控等关键流程，使 AM 工作流程更易于管理。

MES 项目具有良好的收益记录，现在被视为与采用 AM 一样重要的战略级别。

然而，要达到这个水平，需要对增材制造 MES 软件进行长达数年的发展，必须开发该软件才能满足 AM 的独特需求。

尽管今天的 MES 功能影响广泛，但仍有许多令人兴奋的新发展即将出现。与机器学习更紧密的融合、与硬件的高级连接、更强的互操作性——所有这些今天都在进行中，准备在 2021 年及以后推动 AM 的下一波增长。

您准备好迎接 AM 趋势的浪潮了吗？