3D 打印推动按需制造的增长

尽管大流行、通货膨胀、劳动力和芯片短缺——以及阻碍全球供应链的所有其他因素——对一种制造解决方案的乐观情绪如此强烈，以至于推动了三家公司在 2021 年上市：Fathom、Shapeways 和 Xometry。 第四个，Fast Radius，将于 XNUMX 月在华尔街首次亮相。 

这家新型按需数字制造公司在软件和数字驱动制造技术（例如工业 3D 打印）方面投入了大量资金。 他们不仅承诺更快、更高效地在本地制造零件，而且还承诺数字化解决方案能够实现节省成本的产品创新并加快几乎所有类型产品的上市时间。

“人们越来越意识到当今设计、制造和移动事物的基础设施如何无法满足这个时代的需求——它是僵化的、浪费的、过时的，而且也不可持续，”联合创始人和联合创始人 Lou Rassey 说。 Fast Radius 的首席执行官，总部位于芝加哥。

该公司在芝加哥鹅岛的最新微型工厂配备了来自 Carbon 和 HP 的工业 3D 打印机以及数字集成 CNC 机器，作为 Fast Radius 的云制造平台的一部分。 该微型工厂将为电动汽车、医疗和保健设备以及消费品等行业的公司生产零部件。 世界经济论坛将 Fast Radius 评为世界上实施“第四次工业革命技术”或工业 4.0 的九家最佳工厂之一。

数字化集成制造

该行业的公司通常被归为按需数字制造的范畴，而事实上，它们提供了一系列方法来实现 3D 打印、工业 4.0 和制造供应链的现代化。

一方面，Shapeways 和 Sculpteo（由化学巨头巴斯夫拥有）等公司提供了一个简单的上传和打印在线平台。 这种按需 3D 打印模型侧重于易用性； 任何人都可以上传数字零件文件，点击选择材料，并在数小时或数天内收到零件和原型。 这种现代的、类似消费者的体验旨在通过促进从产品原型到建筑模型的所有内容的 3D 打印，将制造业带给大众。

其他公司，例如 2014 年上市的 Materialise，其软件解决方案拥有广泛的客户群，可帮助公司在内部 3D 打印自己的数字文件并运行自己的 3D 打印机群。 该软件还被其他按需 3D 打印服务用于跟踪和打印客户订单。 Materialise 在欧洲最大的 3D 打印设施之一的按需制造具有六种 3D 打印技术。

Fathom 最初是一家中小型合同制造商，很早就采用了包括 3D 打印在内的新方法。 他们仍然提供传统制造，但它已集成到端到端的数字生产过程中。

“对我们和我们的平台而言，最大的区别在于我们拥有数十年的经验和根深蒂固的客户关系，”Fathom 首席执行官 Ryan Martin 说。 “我们专注于为大型企业客户提供独特的解决方案来应对他们的制造挑战。”

Fast Radius 是软件驱动的服务、工程专业知识和最先进硬件的工厂车间的结合。 他们是仅有的拥有和运营所有自己的生产设施的按需制造商之一，这使他们能够集成他们的软件解决方案并实现生产自动化。

该公司的软件可以建议对数字文件的改进，指导客户选择材料和技术，并提供生产过程的透明度。 但 Rassey 说，按需制造只是 Fast Radius 解决方案的一种。 “我们提供专门为独特的客户需求建造的定制微型工厂，靠近客户需要零件的地方，以便他们可以建立灵活的供应链。” Satair（空中客车的子公司）等客户使用 Fast Radius 虚拟仓库以数字方式存储他们的零件，随时准备制造，释放实体仓库空间并消除积压。 

越来越多的按需数字制造商使选择一个成为许多公司面临的挑战。 Xometry 和另一家初创公司 Craftcloud 提供的在线门户网站是这些制造商的市场。 客户上传他们的数字文件和世界各地的制造合作伙伴对该项目进行投标。 

“通常，客户正在为其 3D 打印项目寻找最快或最经济的解决方案，”Craftcloud 首席执行官 Mathias Plica 说。 “我们将他们与当地的合作伙伴进行匹配，这些合作伙伴拥有提供所需材料和质量的专业知识。”

无论商业模式如何，所有这些公司的共同点是应用智能制造技术来实现从概念到实现的高度自动化制造过程。 这涉及云计算、人工智能、物联网、机器学习、大数据、数字模拟，当然还有 3D 打印（也称为增材制造）。

增材制造的传播者 

尽管位于威斯康星州哈特兰的 Fathom 拥有 90 台用于塑料和金属零件的工业级 3D 打印机，在美国的 450,000 家工厂拥有近 12 平方英尺的制造能力，但其最强大的产品可能是其员工。

“公司来找我们是为了了解如何使用增材制造，”马丁说。 “在某些情况下，我们向公司介绍了增材制造，这对我们来说是一个巨大的增长领域。 上周，我们的一位汽车客户向我们寻求工程专业知识，以了解他们如何在原型设计之外为其开发更多应用程序。” 

按需数字制造商传达的信息是，客户无需对 3D 打印了解太多，即可从其提供的灵活性、速度和成本节约中受益。 他们也不需要投资标价六位数的 3D 打印机，也不需要聘请经验丰富的工程师来获得比传统制造方法更轻、更坚固、更便宜的零件、原型和工具。

大型企业可能会选择按需 3D 打印，因为它提供的材料和技术范围比现场设施更广泛。 Fathom 的客户包括特斯拉、3M、谷歌和亚马逊。 Shapeways 表示，它与 Target 和假肢制造商 Fillauer 合作，Xometry 的客户中有博世、美国宇航局和宝马的工程师。

Fast Radius 提供了一项名为 Additive Launch 的服务，以帮助客户利用最新的 3D 打印技术和设计工具来加速产品开发。

“我们与 Rawlings、Steelcase 和 Aptiv 等公司合作，将只有增材制造才能实现的新产品推向市场，”Rassey 说。 根据 Rawlings 的说法，新款 REV1X Rawlings 棒球手套在拇指和小指处采用了内部 3D 打印衬垫，可在不牺牲保护性或耐用性的情况下显着减轻手套​​的重量。

沃尔沃最近求助于 Materialise，以简化其工厂的轻型制造工具和固定装置的生产。 该公司表示，在贝尔直升机德事隆公司，工程师转向 3D 打印机制造商 Stratasys 的按需制造部门 Stratasys Direct，以 3D 打印飞行认证组件，将重量减轻 13%，制造提前期缩短 75%。

除了 3D 打印方面的专业知识之外，推动这些按需制造商增长的另一个顺风是增材制造软件和 3D 打印机本身的进步。 Rassey 说，这些以及当今的其他智能制造技术更加成熟、可靠且价格合理。 这使得 Fast Radius 等公司可以围绕这些工具建立盈利的商业模式。 

“随着工业 4.0 的兴起，我们正处于重大增长机会的风口浪尖，”Martin 说。 “产品生命周期比五年前短得多，公司需要一个按需先进的制造合作伙伴，他们可以快速行动并在不牺牲质量的情况下满足他们的所有要求。”

如果越来越多的服务提供商可以证明这一点，那么似乎越来越多的公司开始意识到敏捷数字制造平台的概念，以及通过值得信赖的按需服务提供商将其生产从传统制造转变为数字制造的好处。