麥肯錫：2025年3D打印經濟影響力達5500億美元

魔猴君  行業(yè)資訊   3547天前

3D打印，學名又叫增材制造，從上世紀70年代誕生到現(xiàn)在，它已經走過了很長的路。如今，3D 打印機不僅可以處理各種材料——從鈦到人體軟骨，還能制造全功能的零部件，包括復雜的機械、電池、晶體管和發(fā)光二極管。

3D 打印硬件的能力也正在迅速發(fā)展。他們可以構建更大的零部件，實現(xiàn)更高的打印速度、更低的成本、更高的精度和分辨率?？傊@些進步將3D技術推到了一個臨界點，它似乎隨時準備從它目前所處的細分市場上脫穎而出，成為越來越多傳統(tǒng)制造工藝的一種可行的替代技術。 

如果發(fā)生這種情況，3D 技術將大大提高制造業(yè)的彈性，例如，可以縮短產品開發(fā)時間、消除模具成本、并簡化生產流程，同時能夠制造之前難以實現(xiàn)的復雜形狀和結構。此外，增材制造將有助于公司提高材料的使用效率，從而有益循環(huán)經濟的形成。

3D打印的經濟影響是顯著的：麥肯錫全球研究院的研究表明，到2025年，它的經濟影響可以高達5500億美元/年。 3D打印相對于其他制造技術的優(yōu)勢可能會導致許多行業(yè)在設計、開發(fā)、生產和技術支持等方面的根本變化。文章認為3D打印可能在5個方面產生的顛覆性影響，高層管理人員應該為此做好準備。

1、加快產品開發(fā)周期 

減少在制品開發(fā)時間是3D打印技術的第一個關鍵影響，它能夠使得產品原型構建時間從數周或數天減少到幾個小時。而且隨著增材制造和常規(guī)制造界限的模糊，現(xiàn)在很多行業(yè)都有望進一步加速其產品開發(fā)周期。例如，在產品測試階段，增材制造能夠使原型產品到客戶手中更快，其產品細節(jié)表現(xiàn)得更加充分，從而獲得更詳細的反饋。（這是主要受惠于打印機的分辨率提升、高清晰度的顏色、以及材料選擇更加廣泛），這種無模具原型開發(fā)能力，可以讓企業(yè)快速測試多種配置，確定客戶的喜好，從而減少新產品進入市場的風險。公司甚至可以直接將3D打印的零部件投入生產環(huán)節(jié)，并開始在市場上試銷，直到他們決定進行大規(guī)模生產時再轉入傳統(tǒng)的生產制造工藝。

麥肯錫預計，3D 打印技術將在未來十年里顯著減少產品開發(fā)周期。（例如，3D打印使得日常的研發(fā)工作，如制作簡單的實驗室設備變得輕而易舉。）隨著時間的推移，由于3D打印能夠提升企業(yè)通過遠程合作進行眾包（crowdsource）創(chuàng)意的能力，這將使得公司從一個更大的視野看待產品研發(fā)。對于一些公司來說，眾包資源很可能有一天開始擠掉其內部的研發(fā)活動，這就對管理人員提出了更高的要求。

2、新的制造戰(zhàn)略和設施 

截至2011年，只有25％增 材制造參與直接生產最終產品。但是如今用 3D打印直接生產最終產品成為這個行業(yè)增長最快的部分，年增長率達 60％。隨著成本的不斷下降和3D打印機功能的不斷增加，能夠經濟地使用3D打印技術制造的零件范圍將大大拓寬。據天工社了解，以波音公司為例，已經使用3D打印機為10種不同類型的飛機制造了約200種零部件；醫(yī)療產品公司也正在使用3D打印制造的產品，如髖關節(jié)置換。

當然，并不是每一種產品都適用這項技術，并從中獲得好處（降低成本、性能改進，或兩者兼有）。企業(yè)應該明白這一點并有所鑒別。當前比較適合 3D 打印技術應用的產品包括具有高勞動力成本要素（如裝配耗時及有二次加工過程）的零部件、模具要求復雜而且產量還比較低（因此高加工成本），或廢品率過高。    

增材制造技術也會影響制造設備的決策。勞動力因素對于3D打印制造而言仍然是有意義的，但事實上，它的重要性相對于傳統(tǒng)制造降低了?；蛘?，企業(yè)會發(fā)現(xiàn)的3D打印的數字化性質使得在遙遠的國家產生復雜的零件的難度降低，而且對于電力和勞動力投入成本也會降低。 

高級管理人員應該關注的一個相關領域是3D打印材料市場的發(fā)展。未來的材料成本是不確定的，因為現(xiàn)在很多打印機都使用其廠商專有或授權的材料。未來如果能夠制訂更普遍的材料標準，將會顯著降低3D打印成本。

3、利潤來源轉移 

增材制造技術可能會改變公司提升產品和服務附加價值的方式。傳統(tǒng)制造業(yè)的外包有助于推動像耐克這樣的消費品牌公司更多地依賴于他們的設計技巧。同樣，3D 打印技術可以減少其它種類制造方式的成本和復雜性，從而迫使公司使用別的辦法來區(qū)別他們的產品，比如使其制造的產品更容易修復（因此壽命較長），或者使用更加個性化的設計。

事實上，減少對硬模具的依賴（這有利于制造數以千計的相同制品）為個性化或定制化的設計創(chuàng)造了機會，使其成本更低，最終擴大了消費者的選擇范圍。個性化正畸牙套的增材制造是這些技術所具備潛力的一個例子。隨著越來越多這樣的產品在技術上可行，企業(yè)必須要確定哪些有足夠的吸引力和在商業(yè)上有價值。

大規(guī)模定制和更加個性化的設計將會成為許多公司提高競爭力的手段，最終會對一些領域的傳統(tǒng)制造商產生顛覆性影響。 

在價值鏈的某些部分，增材制造的應用對客戶的作用可能不太明顯，但其實際影響可能更加深刻。在傳統(tǒng)的售后市場供應鏈中有一個難點，就是對備件庫庫存的管理，特別是對于較舊的傳統(tǒng)產品的備件庫存。而使用3D打印機制造備件可以改變售后服務和產業(yè)結構的經濟性。據天工社了解，增材制造所需設施要求相對較低，所以完全可以取代大型地區(qū)性倉庫。一些備件的供應甚至可以外包：分布更加廣泛的小型加工廠可以根據廠家提供的數據現(xiàn)場制造所需零件。 

當然，零售商也可能有一天會使用這種小型工廠——例如為客戶量身定制產品，如玩具或建筑材料，以滿足他們的需求。

4、新功能 

產品設計與制造手段有著內在的聯(lián)系。建筑師不能設計無法施工的房子，而工程師則不能在設計機器時不考慮鑄件、鍛造、銑削、車削和焊接等工藝的局限性。當前圍繞傳統(tǒng)制造工藝的設計資源非常豐富，但圍繞3D打印的設計資源則要少得多。麥肯錫研究人員與制造公司高管的談話表明，許多人都知道這種差距，都在爭先恐后地補充這方面的內容。 

所以增材制造技術的大規(guī)模應用還涉及到技術方面的挑戰(zhàn)，其中包括設置環(huán)境參數，以防止形狀失真，優(yōu)化打印速度，以及調整新型材料的特性等。事實上，調整材料是相當大的挑戰(zhàn)。塑料相對簡單，金屬則比較困難，而漿和凝膠（打印活組織或鋅空氣電池的材料）是極其困難的。 

最成功的競爭者會明白這些挑戰(zhàn)。一些企業(yè)已經建立卓越中心（centers of excellence） ，并聘請在增材制造方面有豐富經驗的工程師。

5、顛覆性的競爭者 

3D打印的諸多好處之一是可以減少新玩家進入市場的成本：例如，利用3D技術來降低模具成本使得它在開始生產階段就更便宜。最終產品的直接制造可以大大簡化并減少了設計師的工作。提供高度定制或合作設計產品的新企業(yè)不斷出現(xiàn)。還有些企業(yè)則充當客戶在線設計和定制產品的制造平臺和銷售渠道。這些企業(yè)對消費者口味的迎合程度以及與客戶之間聯(lián)系的密切程度將是傳統(tǒng)的公司很難比擬的。

起初，這些新的競爭者將只是細分市場玩家，在一些消費者愿意為定制設計、更復雜的幾何形狀、更迅速的交貨支付溢價的領域運營。但是，從長遠來看，他們會以意想不到的方式改變行業(yè)，將其競爭優(yōu)勢擴散到大批量、低成本制造以及價值鏈的其它領域，比如設計或擁有自己的客戶網絡。

此外，3D 打印槍支開源設計的可用性顯示了這種技術制造道德和監(jiān)管困境和顛覆產業(yè)的潛力，這中間無論是那個領域發(fā)生效果，都將影響百億以上的市場。

來源：中國3D打印網