西门子：希望未来十年每100个零件将有20个是3D打印的

南极熊导读：西门子作为全球工业巨头，已经深入应用3D打印了。他们的尝试和探索，和GE一样，是未来3D打印发展前景最大的方向和潮流之一，值得深读。

[原文来自：www.ii77.com]

其中，最让南极熊震惊的观点是：

• 西门子未来10年的目标：每生产100个零件，其中有20个是3D打印的。

南极熊简单算了一下，单单是西门子一家工业企业，年产值就900亿欧元左右了；如果全球的工业制造中，一旦实现20%零件采用3D打印这个目标，3D打印市场产值将达上万亿元。

2018增材制造全球创新大赛发布会8月8日在北京汽车博物馆新闻发布厅举行，主办方希望通过此次大赛的发布，传递并展示3D打印增材制造这项具有前沿突破性技术的发展以及为行业带来的改变与变革，并且以此为契机，邀请行业的专家来解码这项技术在不同领域的应用以及所带来的改变和更长远的影响，并由此激发不断的对话与融合。

在未来增材制造工业化方面的探索，其实在工业4.0的时代下面，制造业正在进行着重构并且进入数字化的转型，主要表现为工业大数据、物联网、人工智能和智能制造的结合，3D打印作为智能制造如何融入制造化过程当中。在发布会现场，西门子工业大中国区PFD产品业务经理蔡波分享了“西门子如何推动工业化的应用”的主题案例。

蔡波先生
蔡波先生现负责西门子工业软件开发，在此之前，他在CAD、CAM、PL行业从业近24年，在不断的专业深耕当中积累了大量制造业的技能和经验，为制造业今天的数字化转型付出了辛勤的努力。））

下面是蔡波先生的演讲速记：
感谢各位嘉宾、大会给我提供这样一个机会，让我介绍一下西门子在增材制造领域一些工业化应用的现状。我今天要给大家介绍的内容，大概是：
一、西门子在做什么样的增材制造领域的生态链的建设。
二、介绍两个主要的西门子案例。
三、最后希望能跟大家互动一下。


刚才两位教授包括沈教授介绍了很多，实际上增材制造它是真正实现创新我们才把它重新命名，因为在30年前就有了IPIE的技术，今天我们把它改了名字叫做3D打印或者增材制造，主要体现在它是一个颠覆性的设计和工艺的方法和思路；这个也用西门子的一个案例来介绍一下，西门子的案例大家可以看到，我们能源部门的一个产品，它是一个比较长的，3.4米的点火装置，是油气混合，各种爆工品混合的产品，用增材制造制造以后变成1.7米长，从49个零件变成19个零件，整个工艺过程把复杂的装配过程大大减化了，制造过程、周期、质量也大大减化了，创意来源主要是前端的点火器非常复杂，这个来源是生物的想象，洋葱头，可以看到上了四年的机械设计的时候你的思想已经僵化成只能做圆的方的焊接的产品才能变成实现工程的一样东西，实际上有了增材制造完全解放了思路，按照洋葱头的方法设计一个点火器，这个点火器设计完以后还需要做各种各样的分析，用西门子的分析工具，我们有一个叫STAR-CCM  PLUS的计算分析的软件，它可以计算气体、液体、流体混合以后的效率、流场、压力还有分析仿真，同样用到我们的分析手段。这实际上是在您做产品颠覆性生产以后，产品性能好不好要分析这样一个结果。

当有了这样一个好的创意，性能完成能达到当初设计要求的时候，就可以看到它有一个非常明显的效果就是这样一个新的点火器装置做起来非常快，因为它不像以前，要有三四十个产品装配在一起还要焊接，还要保证装配的工差、精度、重复性，所有的工艺都减化了，设计也非常减化，制造过程就是两个晚上打印的时间，这是一个组件。

可以说增材制造是帮助我们颠覆产品设计、帮助我们颠覆产品的工艺，或者帮助我们颠覆我们产品的个性化的业务过程，所以我们有这样一张图，从纵向看有一个口号叫“重塑产品”完全颠覆你的产品设计过程，你怎么想的这个产品就可以用3D的方法把它做出来。横轴叫“重组制造”它把很多复杂的模具，刚才我们讲到复合材料，到短纤维、长纤维，材料并不是很贵，可是把一系列的工艺和模具制造的成本加上去以后，最终产品制造的成本就上来了，但是用3D打印的方法以后，比如现在看到F35前端的雷达罩就是复合材料的3D打印的产品，它的工时非常短、打印过程非常短、工艺大大减化了，是五周一口气打出来的，把工艺完全减化了，我们叫做重组制造。


3D打印的DLE预混合器。照片来自西门子。

由于我们这个产品的设计跟工艺过程完全是可以定制化的，它的整个业务变成了新的方式，比如以前要生产备件、备用模具，通通都不需要了，需要的时候按需打印就好了，按需把模型发到亚洲某个国家现场打印，它的业务过程被完全颠覆了，三句口号就是这么来的“重塑产品、重组制造、重构业务”但是实际上我们今天看到增材制造还没有大面积工业化的应用起来，是什么原因呢？其实它有很多困难，在这里边可以看到，我们现在看到的从西门子的观点来看，你做一个设计也好、工业化应用也好，会用到不同设计软件、不同的仿真软件、不同的打印准备软件、不同的优化软件、不同的晶格软件、不同的热处理软件，做精加工，这些构成了一个个的孤岛，没有统一的环节，让用户可以非常快的完成。

西门子作为一家工业公司，它要做的事情是自己要用，我们要把这个软件卖到市场上，让同行来用，所以我们提出的就是端到端的集成化的..，从前端的性能需求开始到它的优化设计、优化减重、晶格设计、打印准备、打印设计的模拟仿真、切片、激光刀路的检查，到后端，打印完产品还要做精加工和检测的过程，我们都再一个软件..一个用户界面上让用户一口气完成，这是软件上端。下端跟你的生产制造车间，今天你去看，比如成都飞机公司，它有一个数控车间，在数控车间上面有80台数控机床连再一个物联网..上面，有一套管理系统，工业的执行系统管理整个设计过程，包括人物料、再制品、设备的工艺等等，未来3D打印也是这样，有70台产品，需要对粉料、制品、生产过程、监控设备的开工率、设备的维护维修的准备等等需要有一套制造执行系统来进行管理，我们就是构建这样一套完整的工业化应用的..来给3D打印批平它整个的工业化应用道路。

当然现在3D打印的技术是多样化的，比如有五轴连动的定向能量承接的方式，右边可以看到有做雷达罩符合材料打印的熔融沉积的，俗话叫复合材料送四的打印方法是机器人控制的，也有惠普公司比较占主导地位的是融剂喷射的/喷墨方式高效率打印的，也有像我们最常见的PBF激光熔融的方式。那么我们提供的这个..对各种各样的打印方式通通都可以支持，当然在未来打印车间的自动化、管理层面上我们是提供了它的管理和车间层的链接，同时我们还提供制造与应用管理系统的..，它可以把你各种各样的打印设备、物联网、送审机械、再制品监控、打印任务的管理、粉料和基板的管理通通都放在IT系统里面进行监管，这就是整个制造过程的管理。

大家可以看到，在我们系统里面它的可视化能力非常强，包括你运行的步骤、处理的对象，3D可视化作业手册都可以在这里看到。

总的来说，西门子现在是提供一个市场上比较完整的从打印工具软件..，到车间级的管理..，到制造执行系统，提供这样一个解决方案。西门子我们不是3D打印设备的制造商，我们是关键零部件的供应商，是工业软件的供应商，我们更在意的是打造一个工业系统，这个工业系统底层是材料的合作伙伴，包括在座的国内材料第一厂商做增材制造材料的。

第二个层次叫做3D打印技术支持的，或者专业工程咨询服务的厂商，有一家世界上非常有名的厂商，这家厂商专门给英国的（罗罗）做发动机叶片制造的，西门子把它并购过来以后专门支持叶片类还有高精度离散产品的打印咨询服务的公司，为全世界西门子内部的工厂提供服务咨询，也为西门子之外的客户提供3D打印的咨询服务，因为我们知道一个创新的方法来做创新的产品设计是离不开你的工程咨询服务的，他们的强项在什么地方，他们不是说懂得各种各样的打印设备，但是他们更了解的是对这个工艺参数的控制方法、材料的成型过程，打印技术的经验，可以把这些经验分享给其他用户。

第三个叫做软件的合作伙伴，比如增材制造非常有名的公司materialise，很巧的是，这家公司的老板跟西门子收购的一家公司的老板是同学，目前有渊源的一家公司，比如materialise的专利都把它融到这个..上来了。再往上3D打印的设备制造的厂商，这个公司中文叫做（通快），西门子打印出来的金属的燃烧器就是它打造出来的，还有第一大厂，我是这个行业里面，西门子试图制造一个生态系统，共同推进要这个行业在未来五年能够扩展到10%以上的产业化量产，这是西门子的目标。西门子希望自己在十年之内能够做到20%的产品是3D打印出来的，西门子是一个工业公司这是它自己的目标。