市場(chǎng)研究專家將如今的3D打印市場(chǎng)格局劃分為兩種態(tài)勢(shì)：“下風(fēng)口”所制造的產(chǎn)品與傳統(tǒng)方式制造的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相同，將3D打印技術(shù)的應(yīng)用局限在原型制造領(lǐng)域，發(fā)揮的是3D 打印 “快速”制造的優(yōu)勢(shì)；“上風(fēng)口”通過3D打印技術(shù)成就“復(fù)雜”產(chǎn)品，這種產(chǎn)品通過傳統(tǒng)方式通常很難制造出來，實(shí)現(xiàn)了更高的產(chǎn)品性能，提升了產(chǎn)品生命周期的附加值。

如今，EDAG與西門子的合作達(dá)到了一個(gè)重要的里程碑，EDAG最近展示了與西門子數(shù)字工業(yè)公司合作開發(fā)的3D打印主動(dòng)冷卻劑分配器，并首次安裝在“EDAG SCALEbat”電池外殼中。 這種帶有復(fù)雜冷卻回路的冷卻劑分配器，正是3D打印站在“上風(fēng)口”的典型應(yīng)用。

3D打印站在“上風(fēng)口”的典型應(yīng)用

3D打印的冷卻劑分配器的任務(wù)是有效地消散快速充電過程和負(fù)載循環(huán)期間產(chǎn)生的熱量。根據(jù)產(chǎn)生的熱量，各個(gè)電池模塊由集成的閥門控制器通過各種冷卻回路主動(dòng)控制，并根據(jù)需要進(jìn)行冷卻。借助西門子的Siemens CFD拓?fù)鋬?yōu)化軟件，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，冷卻劑分配器將壓力損失減少了22％。

3D打印冷卻劑分配器。來源：EDAG

由于產(chǎn)品性能獲得的明顯提升，這款冷卻劑分配器如同GE所規(guī)模生產(chǎn)的噴油嘴一樣，面臨著產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求。將惠普的工業(yè)級(jí)HP Jet Fusion 5200 3D打印設(shè)備集成到西門子的數(shù)字企業(yè)解決方案中，可以比以前更快，更經(jīng)濟(jì)，更可持續(xù)地生產(chǎn)這種冷卻劑分配器。而基于高達(dá)30萬件的規(guī)模化生產(chǎn)概念證明了在批量生產(chǎn)中通過3D打印制造零部件的經(jīng)濟(jì)可行性。

Review

很多時(shí)候，企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)從1到n的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，是因?yàn)橄萑肓讼嘛L(fēng)口的僵局。而想要從“下風(fēng)口”轉(zhuǎn)移到“上風(fēng)口”是充滿挑戰(zhàn)的，僅僅從對(duì)公司實(shí)力的要求上看，這兩個(gè)風(fēng)口對(duì)公司實(shí)力和人才水平的要求差距很大。

就專注于研發(fā)設(shè)備與材料的3D打印領(lǐng)域廠家來說，很難依靠自身的實(shí)力引領(lǐng)其用戶從“下風(fēng)口”轉(zhuǎn)移到“上風(fēng)口”。而依靠用戶自身對(duì)3D打印的了解，更難下定轉(zhuǎn)型的決心，這其中除了像GE, 西門子這樣產(chǎn)業(yè)鏈健全的應(yīng)用型企業(yè)可以主動(dòng)實(shí)現(xiàn)制造轉(zhuǎn)型之外，在還會(huì)觸及到動(dòng)一發(fā)而牽全身的供應(yīng)鏈的重新改造，技術(shù)的挑戰(zhàn)、原有固定資產(chǎn)的投入或歸零、人才的重新培訓(xùn)需求，各種“大山”使得當(dāng)前的3D打印應(yīng)用從下風(fēng)口轉(zhuǎn)移到上風(fēng)口的路途舉步維艱。

在這方面，EDAG做了很好的示范，EDAG是一家在汽車制造商背后的全力以赴、專門致力于開發(fā)3D打印汽車技術(shù)的工程公司。EDAG不僅探索如何創(chuàng)建通過傳統(tǒng)制造工藝難以實(shí)現(xiàn)的零件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)從0到1的創(chuàng)新開發(fā)工作，還積極的探索從1到n的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑。就在2019年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)期間，西門子與EDAG還宣布了加強(qiáng)合作的計(jì)劃。一個(gè)典型的產(chǎn)品是“Next Gen Space frame 2.0”智能模塊化系統(tǒng)。這是EDAG和西門子以及Constellium，Fraunhofer IAPT，Concept Laser和BLM共同完成的輕質(zhì)鋁合金結(jié)構(gòu)。

“Next Generation Space Frame 2.0”智能模塊化系統(tǒng)結(jié)合了仿生力學(xué)設(shè)計(jì)和增材制造節(jié)點(diǎn)以及高強(qiáng)度，吸收能量的鋁合金擠壓型材。該概念提供極其靈活的制造解決方案，使其能夠支持越來越多的交通產(chǎn)品，同時(shí)仍考慮經(jīng)濟(jì)因素。

EDAG工程公司在生產(chǎn)過程領(lǐng)域提供的專業(yè)知識(shí)為合作做出了重大貢獻(xiàn)。已經(jīng)創(chuàng)建了量身定制的未來工廠概念，使得為增材制造開發(fā)的組件也能夠以更大批量生產(chǎn)并轉(zhuǎn)移到實(shí)際的批量生產(chǎn)中。

另一個(gè)經(jīng)典的案例是EDAG工程發(fā)起的一個(gè)3D打印輕量化汽車引擎蓋鉸鏈的設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目-LightHinge+ 。在這個(gè)輕量化鉸鏈的設(shè)計(jì)與制造過程中，EDAG 公司與其合作伙伴一起，通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)、仿真分析、3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)與制造了一個(gè)3D打印汽車引擎蓋鉸鏈，鉸鏈在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)，兼顧到了汽車制造業(yè)對(duì)安全穩(wěn)定性的需求。通過仿真分析，項(xiàng)目組對(duì)該鉸鏈的3D打印預(yù)期進(jìn)行了有效控制。

汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能減排的重要途徑，已成為汽車發(fā)展的潮流。3D打印技術(shù)在制造復(fù)雜輕量化結(jié)構(gòu)零件方面，給予了設(shè)計(jì)師更廣闊的設(shè)計(jì)空間。而EDAG正與其合作伙伴一起在引領(lǐng)3D打印應(yīng)用于汽車輕量化的新技術(shù)潮流。

來源：3D科學(xué)谷