西門子李雷：拓寬應用邊界，數字化加速增材制造產業化進程
http://www.debgrams.com 2022-06-28 09:08 來源：西門子工業業務領域
鈦合金實現商業應用已有數十年，但由于難以進行精細化加工，只能長期充當可見而不可得的“未來金屬”；治療各類病癥的藥品隨處可見，但囿于傳統藥片構造，藥物發揮效果的時間和效果難以把控……諸如此類的案例表明，在實現核心材料技術突破后，與之匹配的制造技術才是實現產業蓬勃發展的關鍵。面對傳統制造方式的掣肘，增材制造這種以數字模型為基礎的新興制造技術，正在破局傳統模式，驅動制造業加速高質量發展。
顛覆傳統模式，增材制造讓更多“可能”變為“現實”
多年以來，新技術、新工藝的突破推動制造業取得長足發展，但仍不足以完全滿足結構復雜的零件制造以及不斷涌現的個性化需求。傳統制作模式類似廚師在食物上雕花，設計越獨特、越復雜，呈現難度越大。以航空發動機渦輪葉片為例，如果按照傳統的設計流程，從設計到成品往往需要一年甚至更長，這段時間足夠航天員完成數次太空任務。
增材制造是一種顛覆性的制造技術創新。增材制造的原理就像給蛋糕擠奶油，通過材料層層堆積，可以輕松做出任何形狀、任意結構的目標零件，增材制造與創成式設計的結合能夠消除傳統生產工藝的約束，讓制造業真正實現設計自由和制造自由。
增材制造創成式設計加速了產品的研發迭代，大大縮短新產品、新工藝的開發成本與周期，同樣的航空發動機渦輪葉片，通過增材制造僅需幾周即可完成，大幅提升制造企業的生產彈性。增材制造讓數字化時代日益強烈的小批量、個性化需求，從構想變為現實。
與大家熟知的減材與等材制造技術不同，增材制造只需要一臺打印機器即可完成全部的制造流程，因此可減少生產企業對供應鏈的依賴，這對于近年來親歷著供應鏈困境的制造業而言，無疑會帶來深遠的影響。
毫無疑問，增材制造將為制造業發展創造出更多可能。而數字化技術的蓬勃發展，為增材制造帶來了更穩定的設備、更多樣的材料、更智能的創成式設計軟件，充分釋放增材制造的潛能。作為數字化領域的領軍企業，西門子是全球增材制造領域為數不多擁有全產業鏈覆蓋能力的工業企業。通過西門子的一體化平臺軟件解決方案（NX、Simcenter 、Opcenter、Teamcenter）、SIMATIC PLC、SINUMERIK CNC系統和SINAMICS伺服驅動器的TIA全集成自動化解決方案，西門子能夠為客戶提供從設計到成品的端到端增材制造解決方案，并支持眾多主流的增材制造技術，真正為客戶帶來可持續競爭力。
拓展應用邊界，增材制造賦能千行百業
現在，增材制造在數字化助力下正不斷探索新的應用邊界。從科研航空到日常生活，從精密元件到生物醫藥，增材制造的身影已延伸到社會的方方面面，并且憑借其獨特優勢不斷解鎖全新領域，為制造業打開“萬物皆可打印”的想象空間。
對增材制造不甚了解的人可能會認為，其加工對象往往是致密金屬、易碎陶瓷、高彈性塑料等。但如果告訴你，日常服用的藥片也能夠用增材制造技術來生產，你是否會感到難以置信？而這正是西門子與合作伙伴南京三迭紀醫藥科技有限公司（以下簡稱“三迭紀”）在做的事情。
制藥產業的連續化和數字化是包括美國FDA、歐洲EMA和中國NMPA在內的各國藥品監督管理部門所推進的產業改革方向。藥物3D打印技術歷經20多年發展，已成為驅動制藥產業“范式躍遷”的數字化制劑技術。作為全球3D打印藥物領域的引領者，三迭紀經過不懈創新實現了核心技術MED（Melt Extrusion Deposition, 熱熔擠出沉積）的突破，為制藥長鏈條提供端到端的技術解決方案。但想要從研發型設備邁向產業化，實現年產能達5,000萬片的3D打印藥物連續化生產線并非易事，縝密的產業化規劃是實現通量生產技術突破的重要基礎。
△ 三迭紀MED藥物3D打印技術制備而成的藥片
面對產線建設的實際需求，三迭紀選擇與西門子攜手。西門子充分發揮了自身在制藥和增材領域的充足經驗和完備解決方案，以自動化、數字化領域技術解決方案與產品組合，串聯研發和生產，助力MED 3D打印制藥技術的生產產能持續提升，全方位拓展數字化技術在制藥產業的應用。與三迭紀的合作不僅為制藥行業增材制造產業化創建范例，也真正詮釋了科技有為的內涵。
憑借在增材制造領域的能力優勢和經驗累積，西門子已經在航空航天、汽車、模具以及以制鞋為代表的消費領域與百余家不同類型、不同規模的企業展開合作，成功完成超過數千種增材制造組件，讓增材制造落地千行百業。
打通產業鏈，增材制造產業化未來可期
國家統計局數據顯示：中國增材制造規模以上企業由2016年的20余家增加至2021年的100余家，營收超1億的企業數量已逾40家。從市場規模來看，增材制造還有巨大的潛力亟待挖掘，產業化發展大有可為。
作為數字化的先行者和賦能者，西門子始終在探索如何通過自身的創新科技和數字化能力為中國增材制造的產業化發展注入新動力。為打通增材制造產業鏈上下游，西門子推出了增材制造云打印工廠。這一覆蓋全球的數字化協作平臺將用戶需求與供應商網絡相連接。用戶在云平臺發布需求后，云平臺承擔報價、采購和訂單監控等全部功能，并按需分配增材制造的設計、工程及生產能力，實現全球化的分布式制造。借助數據分析，云打印工廠還能夠將用戶反饋及時傳遞至供應側， 不斷推進增材制造的方案改進和技術迭代，賦能增材制造全生命周期管理，加速增材制造產品的創新。
△ 西門子助力增材制造加速產業化進程
此外，西門子面向增材制造用戶和機器制造商的資金需求，提供量身定制的金融服務（融資租賃或商業保理），助力合作伙伴便捷地采購所需設備和技術，并可以根據自身情況定制還款計劃，讓決策和預算變得更加靈活。西門子覆蓋全價值鏈的“資金活力”，加速增材制造規模化應用穩步推進。
隨著數字化賦能產業的深度和廣度日漸拓展，增材制造的未來藍圖正在快速延展開來。其與大數據、人工智能等技術深度融合，將對生產模式、生活方式，乃至價值理念產生深刻影響。西門子期待繼續以涵蓋增材制造設計、仿真、打印、檢測在內的全生命周期解決方案，及咨詢和人才培養服務，與更多中國合作伙伴攜手推進增材制造產業化進程。
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