惠普(HP)近日發布了2020年3D打印及數字制造趨勢。通過對一組專家的采訪，惠普確認了將對推動工業4.0有重大影響的主要趨勢，包括對可持續生產的需求、自動化如何改變工廠車間以及數據和軟件作為數字制造核心支柱的崛起。

3D打印咨詢公司Monadnock Insights創始人Pete Basiliere說：“未來一年將是實現3D打印和數字制造在各個行業真正潛力的時期。”

“正如惠普的趨勢報告所指出的，數字制造將通過解鎖以及拓展軟件、數據、服務和工業生產解決方案，實現用戶理想設計的生產，這些解決方案在提供更具變革性體驗的同時，也擾亂了傳統產業。” Pete Basiliere補充道。

去年，惠普的預測討論了將機器學習集成到3D打印的必要性、生成性設計(generative design)如何提高設計師的速度，以及醫療3D應用在外科指南到假肢的爆炸式增長。

2020年3D打印和數字制造預測如下：

 自動化裝配將在工廠蓬勃發展

自動化裝配即將到來，各行業將無縫集成多部件裝配，包括3D打印金屬和塑料部件的組合。由于加工溫度等因素的影響，目前還沒有一款超級打印機能全部打印金屬和塑料零部件。然而，隨著自動化程度的提高，未來工業界有望實現更自動化的裝配設置，即可以同時生產金屬和塑料零件部件。

這將使制造商能夠將金屬打印嵌入塑料零件，制造耐磨、集電的零件，提升表面處理，甚至將導體或馬達制造成塑料零件，從而使汽車工業受益。

將數字信息編碼成3D打印紋理將加速

相關企業將能夠使用先進的3D打印將數字信息編碼到打印成品的表面紋理，提供比序列號更大的數據負載。

這是一種公開或隱蔽地標記零件的方法，這樣人們和機器都可以根據凸起的形狀或方向來讀取數字編碼。

例如，3D打印成百上千個序列號的副本，這些序列號分布在零件表面，使其既隱藏又公開可見。隨著用戶越來越重視部件和數據系統的追溯，這種將數字信息編碼成3D打印紋理的應用繼續增長。

可持續生產依然是企業的當務之急

傳統的制造工藝很少考慮環境因素。例如，工業3D生產與制造業交叉，對地球的影響可能是巨大的，因為近三分之一的碳排放與商品的生產和分銷有關。

3D打印將使制造業產生更少的浪費、更少的庫存和更少的二氧化碳排放。工程師和設計師將重新考慮整個產品生命周期的設計，通過組合零件和使用復雜的幾何結構來生產輕量化零件，從而減少材料的使用和浪費。這將進一步降低車輛和飛機的重量，提高燃油效率，從而減少溫室氣體排放和能源消耗。

隨著越來越多的制造商將數字文件傳輸到本地生產，而不是運輸貨物，運輸將大大減少，降低成本、能源消耗、浪費和碳排放。

對3D打印人才及教育的需求增長

高等教育正處于十字路口，面臨著入學競爭、人口結構變化以及為學生的未來就業做好充分準備的挑戰。我們需要的是為工業4.0做一個徹底的思想轉變。

大學和培訓計劃將越來越多地建立一套新的思維模式，使學生從舊思維中解放出來，并使他們能夠利用未來的技術，如3D打印和數字制造。

隨著教育工作者利用新的軟件設計工具，在3D打印中采用創新課程，并設立新的增材制造學位課程，學生將能夠更好地抓住3D打印在未來10年創造的數百萬個就業機會。

大規模定制將推動鞋類、眼鏡和牙科新增長

隨著鞋類、眼鏡和正畸應用迅速采用3D打印技術，消費者健康領域將推動數字制造業的增長和使用。

鞋類及其周邊產品擁有巨大的3D打印應用空間，3D打印具有盈利的潛質。根據SmartTech的數據，3D打印鞋品在未來10年內有望形成63億美元的市場規模。

鑒于3D打印帶來的定制功能的巨大價值，3D打印在正畸和眼鏡領域也將快速增長。如牙科矯正初創公司SmileDirectClub，通過給客戶進行3D口腔掃描，由牙醫診斷設計出矯正方案，從而給客戶打造出合適的隱形矯正器。目前SmileDirectClub已在納斯達克申請上市，2018年總營收為4.23億美金。

3D打印將為汽車電氣化提供動力

隨著汽車行業正在經歷100多年來最大的變革——從內燃機轉向電動汽車，汽車制造商正越來越多地轉向3D打印和數字制造，以在變革時代展開競爭。

隨著電動汽車的普及，汽車制造商將繼續釋放金屬和塑料3D打印系統的潛能，以加快其設計和開發，實現雄心勃勃的目標。例如，大眾汽車承諾到2028年在全球生產超過2200萬輛電動汽車。

汽車工業每年生產的大量零部件，加上3D打印的快速成型和生產能力，使得汽車制造商和零部件制造商能夠生產出以前不可能生產的汽車零部件，從而將電動汽車甚至自動駕駛汽車的能力提升到新水平。

3D打印將推動新的供應鏈效率

以數字方式交付產品和進行產品本地化生產的能力并不一定總能幫助制造商在市場中勝出。歸根結底，制造商必須分析供應鏈中哪一個環節是最有效率的根源生產，無論是接近終端用戶還是接近材料生產來源。

一個有趣的例子是來自包裝領域的2D世界。瓦楞紙箱為數字印刷提供了一個全新增長的市場，與最終零件的3D打印有許多相似之處。瓦楞紙箱業務非常本地化，生產的紙箱通常距離樹木砍伐所在地不遠，在方圓150到200英里范圍內。

軟件將把數字制造的界限推向新高度

2020年，我們將縮小3D打印和數字制造硬件能力與軟件生態系統支持之間的差距。軟件和數據管理的進步將推動改進的系統管理和部件質量，從而帶來更好的客戶成果。行業內的公司正在創建API端口，為客戶和合作伙伴構建一個流動的生態系統，其中包括專門構建的個性化產品。

此外，制造商將能夠利用個性化生物特征數據進行大規模定制，釋放新的價值，例如通過供應鏈跟蹤零件、虛擬庫存和備件管理，以及更接近最終客戶的分布式制造。