全文5100字，阅读需12分钟。本文为海外从业者及AM易道分别对增材制造及数字化制造的观点分享。
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AM易道导语：
想象这样一个制造业的终极图景：
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工程师在数字空间中完成设计构思的瞬间，自适应算法已经开始优化结构、模拟性能；当设计方案确定的一刻，分布在全球的智能工厂立即响应，根据交付时间、成本、质量等要求自动分配制造任务；
在生产过程中，每一层金属粉末的熔化、每一个参数的波动，都被实时捕捉、分析和调控，确保最终产品完美呈现设计意图；
而这所有的数据，都在构建产品的数字孪生档案，为未来的升级优化提供依据。
在这个制造业的理想图景中，增材制造正扮演着不可替代的角色。
它不只是一种新型制造方式，更是连接数字与物理世界的桥梁，是实现这个终极愿景的关键推手。
本文的内容主要分两部分：
首先带来发布在engineering.com的观点翻译，其主要内容是总结了EOS公司的业务发展经理Michael Wohlfart对于增材制造在全球数字化变革中的观点论述。
随后，AM易道将聊聊自己的原创观点，试图抛砖引玉的分享增材制造技术与生俱来的数字基因优势，探讨它如何能否在逆全球化背景下是否能重塑全球制造格局。
一、EOS Michael Wohlfart视角：增材是制造数字化核心![]()
增材制造已经成为数字生态系统中的关键组成部分。众所周知，制造业正经历一场深刻的数字化变革，而增材制造（3D打印）在这场转向更灵活、数据驱动的生产流程的转型中扮演着举足轻重的角色。虽然增材制造并非数字化转型的唯一推动力，但它是更广泛数字生态系统中不可或缺的一环，正帮助制造商实现运营现代化、优化设计并简化生产工作流程。在技术采用方面，不同地区呈现出显著差异。EOS公司的业务发展经理Michael Wohlfart指出，美国企业往往表现出更强的冒险精神，更愿意尝试新技术。相比之下，欧洲企业采取更为谨慎的策略，需要更多轮商业论证才能做出决策。数字化转型的核心在于将数字工具和技术融入整个制造过程。增材制造因其生成数字数据的能力而完美契合这一转型。与依赖实体图纸和纸质流程的传统制造方式不同，增材制造能够产生贯穿产品全生命周期的持续数字数据流。Wohlfart以备件制造为例说明这一点。许多公司仍在使用过时的非数字化图纸。"由于增材制造是一种数字技术，用我们的系统生产的任何产品都会自动生成数字数据，这使得未来复制这些零件变得更加容易，"Wohlfart表示。制造商在替换数十年前设计的零件时常常面临供应商匮乏的挑战。首先需要将图纸数字化以进行3D打印。之后，由于增材制造过程会生成大量数字数据（如质量保证数据），就能构建完整的数字价值链。"我们可以从机器获取传感器数据，如零件生产过程中的氧含量，甚至是过滤系统的涡轮转速等更详细的信息，"他说。"所有这些数据都会输入到制造企业系统中，构建零件的数字孪生。如果涉及后处理，比如CNC加工，这些数据也可以输入进去—核心数字数据来自3D打印过程本身。"这种向数字化集成工作流程的转变实现了更高效的生产、更好的数据跟踪和更精简的质量保证，支持制造业更广泛的数字化转型目标。尽管增材制造已成为许多制造商的主流工具，但其采用的商业论证随时间发生了显著变化。随着技术日渐成熟，增材制造提供的各种商业利益变得更加明显，但这些优势需要通过严格的成本效益分析和投资回报估算来证明。"起初，大多数讨论都围绕技术可行性。当时处于早期采用者阶段的边缘，公司对增材制造有战略兴趣，但不确定是否可行，"他说。但如今，使用增材制造还是传统方法的决定往往取决于明确的商业论证。"在几乎每次客户对话中，我们都会对他们计划生产的零件进行成本估算。如果已经有传统制造的对应产品，公司会进行比较，"Wohlfart说。"理想情况下，他们会充分利用增材制造的优势，制造用传统方法如CNC加工无法实现的零件。但在大多数情况下，选择增材还是传统制造方法仍取决于商业论证。"这种转型的一个关键要素是增材制造支持制造商面向未来的能力。通过生产复杂几何形状和优化设计，增材制造使公司能够突破CNC加工和铸造等传统制造方法的限制。"我主要从设计角度看到这一点。某些应用可以通过仿真优化，特别是与流体相互作用的零件，"他说。"热交换器就是一个很好的例子。仿真常常会创造出传统制造无法实现的几何形状，但增材制造在成本上具有竞争力，技术上也能够制造这些设计，"Wohlfart说，并补充道。在航空航天和医疗器械等行业，这种设计灵活性已成为重要的竞争优势。在航空航天领域，增材制造允许创造更轻、更高效的零件，可以减轻重量并提高性能。"数字化进步使你能够在设计时不受制造限制。你可以采用基于物理原理的仿真最优结果，并将其制造出来，"Wohlfart说。相比铸造和CNC，金属增材制造是一个相对较新的领域。但现今的机器真正开始于2006-2007年左右，在2015-2016年迎来大规模采用高峰，主要集中在航空航天、医疗和汽车等需要高性能系统和材料的行业。"分辨率有所提高，但这并不是推动采用的最重要因素。真正的进步在于系统的生产力。我们从单激光打印机发展到多激光打印机，这降低了单件成本并缩短了打印时间。另一个关键驱动因素是新材料的采用。随着时间推移，我们开发了更多适合3D打印的材料，"Wohlfart说。趋势是高强度铝合金，这对航空航天工业特别重要。在燃气轮机中，有更先进的镍基合金。"这些合金的挑战在于难以焊接，但我们已经找到了解决方法。现在我们可以加工五年前无法加工的材料，"他说。尽管取得了这些技术进步，Wohlfart强调金属增材制造仍面临挑战。例如，虽然在设计方面更灵活，但增材制造更常用于原型制作或小批量生产，而不是大规模生产。增材制造之所以能很好地融入数字化转型的大趋势，是因为它能与仿真、数据采集、分析和企业系统等数字工具无缝集成。Wohlfart说："这项技术本身允许你建立数字孪生并创建完整的数字价值链。与铸造或锻造等没有数字化组件的传统制造方法相比，增材制造更容易实现这一点。"这种数字设计、数字生产和数据集成之间的连接是工业4.0的核心，其中从机器到原材料的一切都通过数据驱动的洞察进行跟踪、分析和优化。这个更广泛的数字生态系统使制造商更容易采用其他先进技术，如自动化和人工智能，并向更集成、更灵活、响应更快的生产系统迈进。重要的是，增材制造不仅限于航空航天和医疗器械等行业。虽然这些行业是早期采用者，但工具制造和国防领域的公司也在发现增材制造的优势。"我们在工具制造领域有广泛的客户基础，如压铸和注塑模具。这在国防工业中也非常重要，"他说。增材技术能够缩短上市时间。你不必等待数月时间从铸造厂或海外供应商那里获得零件。对于小型机械加工厂来说，增材制造是对其产品组合的补充。它不是要取代CNC，而是给他们提供更多能力。一些企业甚至已经发展成为主要的增材制造服务提供商。随着更多制造商寻求将增材制造纳入其运营，很明显该技术是更广泛数字转型的一部分。增材制造通过为制造商提供创建高度优化设计、提高生产效率和集成数字工作流程的工具，完美契合这一转型需求。二、AM易道视角：数据驱动的增材制造优势与全球背景思考AM易道认为，在当前全球制造格局深刻调整的背景下，数字制造的战略意义已经超越了效率提升的范畴。地缘政治紧张、供应链重构、碳中和压力等多重因素，正在重塑全球制造业的竞争规则。AM易道认为，原本追求"最优成本"的全球化分工体系，正在向着"最优韧性"的区域化网络演进。在这样的背景下，以增材制造为代表的数字制造技术，正在发挥着前所未有的战略价值。西方国家试图通过推进增材制造的本地化生产来削弱对中国制造的依赖，但这种战略的最终成效恐难达到设想。原因在于，中国不仅是全球最大的制造基地，更已经成为增材制造装备和技术的重要输出国。当西方试图通过无人机、机器人等技术改变军事装备的竞争格局时，减少对我国制造依赖时，我国凭借强大的制造能力和体系，反而成为全球最大的商用无人机生产国，并在军用领域也有非对称性优势 。AM易道认为，这种现象背后反映了全球制造业竞争的基本规律：制造能力是一个系统性的优势，它不仅体现在单个产品或技术上，更植根于完整的产业体系、成熟的供应链网络和丰富的工程人才储备。中国在传统制造领域积累的这些优势，正在加速向新兴制造领域转化。并且，AM易道认为，我国的新兴制造业优势可能会进一步强化而不是削弱。原因除了完整的制造业体系、内部中国庞大的市场规模为新技术的试错和完善提供了优势这两个基本点之外，我国在数字技术领域的积累，正在与制造优势形成协同效应。比如，我国在人工智能等领域的创新虽与国外仍有1-3年差距（根据不同判断标准和不同专家的观点），但接入实体制造的规模和速度并不弱于西方，而这正在助力我国先进制造向更智能、更数字、更高效的方向发展。所以，无论是全球化还是逆全球化叙事背景，无论是全球分工的传统供应链还是区域化集成化的柔性供应链战略，中国在制造供给层面都有应对之道。可类比于军事装备全球市场的现状，要走传统战争模式（传统供应链），我国可供应各种零部件以及传统装备（除增材制造设备外的母机）；要走无人战争模式（柔性供应链），我们就供应各类无人机、机器狗（各类增材制造设备）。
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AM易道认为，前文提到，在数字制造的范式之下，数据驱动已成为核心竞争力。增材制造区别于传统制造方式的最大特点，就在于其与数字化的天然契合性。这种契合性不是简单的数字工具的应用，而是体现在整个制造过程的每一个环节。让我们深入剖析增材制造相较于传统制造方法的数字驱动优势：首先，在设计环节，增材制造完全基于数字模型进行，设计师可以直接在数字空间中进行创作和优化。这种数字原生的特性，使得设计创新和迭代优化变得异常高效。在生产环节，增材制造的每一层/每个点堆积都是由数字数据直接驱动的。与传统制造方法相比，这种逐层制造的过程提供了前所未有的过程监控能力。每层/每个点数据不仅用于质量控制，更为工艺优化和预测性维护提供了坚实基础，也能够直接交护于数字化制造系统。相比之下，传统的CNC加工虽然也是数控的，但其数字化程度主要体现在刀具路径的控制上。而铸造和锻造等工艺，虽然可以通过添加传感器来采集数据，但这些数据往往是外在和片段的，难以真正触及制造过程的核心。注塑工艺的数字化水平相对较高，但其数据采集主要集中在模具温度、压力等参数上，也难以实现对材料内部结构的精确控制。AM易道认为，增材制造在数字孪生应用上具有独特优势。由于整个制造过程都建立在数字模型基础之上，实物与数字模型之间的对应关系更加直接和准确。这种优势在大型复杂零件的制造中尤为明显，能够实现从微观结构到宏观性能的全方位预测和控制。这种数据驱动的闭环控制能力，是传统制造方法难以企及的。
展望未来，AM易道认为，随着人工智能技术的发展，增材制造的数字驱动优势将进一步凸显。通过深度学习算法对海量制造数据的分析，将能够实现更智能的工艺参数优化、更准确的质量预测，以及更高效的生产规划。这种演进不仅将提升制造效率，更将重塑整个制造业的价值链。而这只是初级逻辑，更高级的逻辑以及新商业模式目前人类恐难以预测。![]()
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