3D 打印和大规模定制：我们今天在哪里？

无论是太阳镜、智能手机的颜色，还是鞋子的设计，人们都希望购买感觉个性化的产品。事实上，根据德勤消费者评论报告，超过 50% 的消费者表现出购买定制产品或服务的兴趣。

随着消费者越来越期待为他们量身定制的产品和服务，大规模定制正成为一个核心趋势。数字制造技术，如 3D 打印，在推动它向前发展方面发挥着至关重要的作用。

今天的博客深入探讨了 3D 打印在实现大规模定制方面的作用、大规模定制 3D 打印产品的最新示例以及更广泛采用的挑战。

大规模定制的兴起

在消费品牌全球化和制造业规模经济的推动下，工业革命标志着大众市场产品和大众消费主义的兴起。

然而，情况在第二个时期开始发生变化。 20世纪上半叶，世界开始进入数字时代。

数字世界开启了公司和客户之间前所未有的直接和直接的沟通渠道。这导致了大规模定制的新商业模式的兴起。

“大规模定制”一词通常是指允许个人根据一组预先确定的特征来定制他们的产品的应用程序。

对于客户来说，大规模定制意味着独特的产品和服务，而对于制造商而言，这意味着增加产品价值以及与客户建立持久关系的可能性。

3D 打印如何融入大规模定制业务模式？

大规模定制是制造商要适应的一个具有挑战性的趋势，主要是因为生产和供应链方面的挑战。

传统制造方法在创造定制产品的能力方面受到限制。例如，使用注塑成型生产定制产品将需要制造商为每个产品创建一个新模具。这会导致与工具和固定装置相关的转换成本增加以及时间延长。

要从大规模生产转向大规模定制，公司需要投资于正确的技术能力。

利用数字制造过程，如 3D 打印，可以是一种解决方案。增材制造 (AM) 开启了新的可定制可能性，因为它不需要根据个别规格进行昂贵的工具更改。

在3D打印中，设计数据被传输到3D打印机，不需要任何工具，因此制造商使用的唯一工具就是机器本身。

这也意味着定制带来的复杂性不会产生额外的成本。 3D 打印机制造复杂形状比制造简单形状不需要更多时间、精力或材料，零工具意味着打印各种设计不需要额外的生产成本。

实践中的 3D 打印和大规模定制

由于 3D 打印的免工具生产和极大灵活性的优势，一些行业已经开始尝试大规模定制技术。

消费品行业

在消费品行业，3D 打印用于制造鞋类，根据穿着者的脚进行定制。

要打造定制的鞋子，公司通常使用 3D 扫描来捕捉客户脚的各个尺寸。

基于扫描结果，设计师生成满足客户特殊性的鞋类组件设计，例如中底或鞋垫。然后将设计发送到 3D 打印机进行直接制造。

这种方法在实践中的一个例子是 Scholl 博士的定制 3D 打印鞋垫。

通过与技术公司 Wiivv 的合作，Scholl 博士提供了一个定制应用程序，可以对客户的脚进行准确扫描。为确保扫描成功，客户需要从不同角度拍摄几张脚部照片。

然后应用程序中的扫描技术将根据每只脚的 400 个映射点创建定制鞋垫.通过这个不到 5 分钟的过程，可以设计出适合每个客户的嵌件。

在生成 3D 设计后，3D 打印个性化鞋垫并交付给客户14 天内上门，99 美元。此外，消费者可以使用该应用程序为 3D 打印的鞋垫添加适合其个人喜好的不同设计。

除了鞋履之外，一些公司还提供定制的 3D 打印眼镜和珠宝。

也就是说，将 3D 打印用于定制消费产品仍然是一个利基市场，而不是常态。

医疗保健行业

患者渴望个性化的服务和治疗。这就是医疗保健行业采用 3D 打印来制造定制假肢、植入物和手术工具的原因。

但是这些产品是大规模定制的吗？

当使用 3D 打印定制制造医疗设备时，其想法是对其进行个性化，这意味着基于独特的设计创建独特的最终产品。这与简单地为客户提供产品选择不同，后者是大规模定制的基础。

与大规模定制相比，个性化已经在医疗行业实现，例如 3D 打印助听器。

助听器制造商 Sonova 是助听器市场的市场领导者，自 2001 年以来一直使用 3D 打印技术生产针对患者的耳内助听器。如今，该公司每年 3D 打印数十万件独特的部件。

Sonova 使用 3D 打印技术制造耳塞式助听器外壳，这些外壳专为满足每个佩戴者的个性化需求而量身定制。该公司认为只有 3D 打印才能实现这种程度的个性化。

汽车行业

汽车行业中已经采用 3D 打印进行大规模定制的一个领域是奢侈品领域。在这个小批量生产的细分市场中，该技术被用于定制和制造用于最终装配的零件。

一些豪华汽车制造商已经使用增材制造来提供满足客户要求的设计。

例如，英国宝马汽车品牌 MINI 于 2018 年为其客户推出了 3D 打印定制服务 MINI Yours Customised。

通过这项服务，客户可以从不同图案和饰面的列表中进行选择，添加文本，或从一小部分城市景观中挑选来定制汽车部件，例如门把手或侧板部件。

定制设计然后由 MINI 按需 3D 打印组件，也可以涂上颜色，包括白色、红色、黑色和银色。提交所需设计后，定制零件将在 4 周内准备就绪。

在另一个案例中，保时捷正在使用 3D 打印生产汽车座椅的中央部分，按 3 个硬度等级定制：硬、中、软。

保时捷计划最早在 2020 年 5 月 3D 打印 40 个原型座椅，用于欧洲赛道，客户反馈将用于开发 2021 年中期的最终街头合法模型。

下线, 保时捷希望通过根据客户特定的身体轮廓对座椅进行个性化定制，从而将座椅定制扩展到硬度和颜色之外。

大规模定制的 3D 打印挑战

尽管具有潜力，但 3D 打印在制造业中的采用率仍然很低——更不用说大规模定制了。正如我们在上面看到的，到目前为止，只有少数大规模定制 3D 打印产品的例子。

虽然 3D 打印是一种用于生产定制商品的绝妙技术，但在大规模生产方面仍然存在困难。打印速度和产量能力的限制使得 3D 打印超出了许多可以从定制中受益的产品的范围。

但是，如果制造商能够将 3D 打印定制化的优势与大规模生产技术相结合呢？

通过间接 3D 打印实现大规模定制

考虑到与模具等工具的制造相关的交货时间和成本，对于成型和铸造等传统的大规模制造方法来说，生产定制零件可能具有挑战性。

但是通过 3D 打印用于注塑成型的定制模具，制造商可以克服这些挑战。

一个很好的例子是使用 3D 打印的珠宝定制。

该技术用于制作用于熔模铸造的珠宝首饰的蜡模。然后用耐热材料（例如石膏）覆盖蜡模，然后将其放入烤箱中熔化蜡，只留下硬化的石膏模具。然后将熔化的贵金属倒入模具中，填充蜡留下的空间。

这种方法有助于珠宝制造商节省与手工雕刻模型相关的时间和精力，同时允许他们设计高度复杂的、定制珠宝首饰。

Vowsmith 的大规模定制

Vowsmith 是一家数字驱动的企业，让新人可以直接从电子商务网站购买结婚戒指，并用他们的指纹定制。

整个过程始于一个在线应用程序，让客户可以选择他们的戒指根据尺寸、形状、金属类型，可选择钻石和雕刻。将向客户发送入门套件，以在墨水中捕获这对夫妇的指纹。客户拍下墨水打印的照片并将其上传到 Vowsmith 网站。

然后使用 3D 建模程序创建具有指纹和其他设计元素的戒指的数字版本。输出是一个高分辨率的 STL 文件，然后直接发送到 3D 打印机，它创建一个蜡模型。

据 Vowsmith 称，它每次印刷可以生产 35 到 40 个戒指，预计每年销售 4,000 到 5,000 个戒指。

该公司表示，3D 打印为珠宝定制创造了无限可能，并帮助他们为产品增加了传统技术难以实现的价值。

对软件和正确工作流程的需求

使用 3D 打印生产定制零件时会出现的另一个挑战是需要专用的软件工具和工作流程实践。

在线配置器是能够利用大规模定制业务模型所需的一种工具。该工具使客户能够根据他们的个人选择，直观、简单、快速地从许多可能的产品变体中显示和直接订购正确的产品。

除了在线配置器外，一家希望生产的公司使用 3D 打印的定制产品必须建立清晰的工作流程，用于生产、跟踪和交付定制项目。

然而，这可能具有挑战性：使用 3D 打印生产定制零件时出现的一个问题是如何识别在一次构建中打印的非常相似的零件。

有几种可能的解决方案，包括使用打印标签、3D 扫描和与 3D 文件的比较。

也就是说，不同的应用程序很可能需要不同的方法来识别和跟踪定制部件。

这表明需要先进的数字工具和工作流程自动化才能成功使用 3D 打印进行零件定制。

解决方案包括3D扫描、增强现实、使用二维码和MES软件来实现数据传输和可追溯性。

利用 3D 打印驾驭大规模定制浪潮

大规模定制在当今的消费环境中发挥着至关重要的作用。随着要求个性化产品的消费者数量不断增加，3D 打印等先进技术有助于公司跟上这一趋势。

也就是说，定制的 3D 打印应用仍然有限，并且主要保留给高端消费者——不仅因为 3D 打印涉及陡峭的学习曲线，还因为出现的运营和供应链挑战在转向新的商业模式时。

尽管面临挑战，我们相信 3D 打印将继续推动大规模定制趋势。它有助于更​​快、更具成本效益地生产定制产品，使更多公司能够为其客户提供更多关于其产品外观和性能的发言权。