增材制造：破解现代供应链挑战的良方

过去几年，全球企业经历供应链问题，显示全球大流行对大大小小企业均有冲击。除消费需求激增外，还面临集装箱和码头工人短缺、空运运力下降、卡车司机不足导致港口拥堵。船舶在近海滞留数天甚至数周——问题持续。2021年底至2022年初，集装箱船在美港口平均停留七天。

供应链中断也导致制造延迟。2021年10月所有行业原材料交货前置时间创纪录，此后未大幅改善。例如芯片制造商需等待18个月才能获得电子模块、透镜、阀门、泵等关键设备。

增材制造可为供应链问题提供急需缓解。在小批量生产、质量控制、材料成本方面具多重优势，使其成为传统供应链的可行替代，在动荡时期成为更可预测的资产。

为什么选择增材制造？

增材制造，即3D打印，涉及直接逐层制造/打印零件，而非减材法如机加工。这是种精准、高度数字化的工艺，所需工装和准备极少，消除了模具、型芯和专用切削刀具需求。

与传统制造方法相比，增材制造技术提供多项优势：

更快的交货前置时间

增材制造实现更快原型制作和小批量生产，助企业加速设计迭代和产品验证，更快推向市场。例如应对COVID-19，我们开发面罩，首批用增材制造生产，后因需求激增转注塑以规模化生产。

且因无需工装，最终设计完成且打印机可用时即可开始生产，而非像注塑那样花费数周或数月设计制造模具等工装。本质上，您可在最终设计完成和打印机可用时立即启动生产批次。

更高的灵活性和敏捷性

3D打印机使企业能按需打印零件，提供惊人灵活性和敏捷性。企业不仅能用3D打印技术快速廉价创建定制产品，还能随需求变化轻松增减产量。

注塑增产时，发布后设计变更意味着等待数周或数月制造新模具。消除工装后，3D打印使企业能快速转向。例如疫情早期，HP打印超230万医疗组件，含鼻咽拭子、个人防护装备、呼吸机零件，当时需求动态增长。若用注塑，需设计制造模具，可能耗月。

去中心化生产

3D打印技术还使企业能去中心化生产。企业可在使用点或附近制造商品，而非单一地点生产全球发货。分布式生产可大幅缩短供应链，消除许多潜在瓶颈，加速产品上市，难怪2021年52%企业考虑本地化生产。

在更接近最终目的地制造产品，企业可规避进口产品相关传统问题：港口拥堵延误、COVID-19封锁、贸易战导致价格关税飙升。转向增材技术和去中心化生产系统，还能更快将产品送达消费者、避免长途运输成本、减少运输相关温室气体排放。

降低仓储成本

3D打印机使企业能按需制造商品，即生产所需确切零件数量并直接发货给客户，更完美匹配供需。无需买/租仓库，可依赖数字库存，客户下单时再生产零件。

仓库空置率仅3.6%，随更多企业回流制造和供应链多元化，需求只增不减。按需打印转向数字仓库而非存物理库存，可节省大量资金。

将增材制造纳入生产周期能否避免未来中断？

虽大多数企业认为该采取行动避免未来供应链中断，但难识别具体措施。已转型者多依赖短期措施。事实上，AlixPartners调查的3000名CEO中不足半数采取长期行动缓解供应链中断。

将增材制造纳入生产周期可帮企业缓解或避免未来供应链中断。增材制造支持去中心化制造，实现更简单供应链和更高灵活性敏捷性。企业可在更接近目的地处生产，潜在规避严重港口拥堵等瓶颈。增材制造使企业生产所需确切数量，减少分销前向仓库的过量发货。

以增材制造供应链替代传统供应链有何风险？

鉴于增材制造诸多优势，全球3D打印产品服务市场2020年约126亿美元且将持续增长，不足为奇。但职业生涯设计或从事注塑、CNC加工的人可能难以转向这些新颠覆性工艺。

3D打印常见问题包括翘曲、开裂、层间粘结差、零件失效。庆幸制造设备和材料领域技术进步使这些问题变小、变少，贯穿设计到制造全生命周期的工程师也在持续开发解决方案。例如熔积建模（FDM）中层偏移、拉丝、欠挤出、过挤出可能发生，但经验丰富工程师和制造技术人员持续开发解决方案提升零件质量。其他增材技术（SLA、SLS等）也有类似工艺进步使更多应用成为可能。但这些进步需要具备知识专长开发并采用新工艺的3D打印合作伙伴。

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