文|李雷
西門子（中國）有限公司數(shù)字化工業(yè)集團
高級副總裁兼運動控制事業(yè)部總經(jīng)理
鈦合金實現(xiàn)商業(yè)應用已有數(shù)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(tǒng)藥片構造，藥物發(fā)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(xiàn)核心材料技術突破后，與之匹配的制造技術才是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的關鍵。面對傳統(tǒng)制造方式的掣肘，增材制造這種以數(shù)字模型為基礎的新興制造技術，正在破局傳統(tǒng)模式，驅(qū)動制造業(yè)加速高質(zhì)量發(fā)展。
顛覆傳統(tǒng)模式，增材制造讓更多“可能”變?yōu)椤艾F(xiàn)實”
多年以來，新技術、新工藝的突破推動制造業(yè)取得長足發(fā)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(xiàn)的個性化需求。傳統(tǒng)制作模式類似大廚食物雕花，設計越獨特、越復雜，呈現(xiàn)難度越大。以航空發(fā)動機渦輪葉片為例，如果按照傳統(tǒng)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(shù)次太空任務。
增材制造是一種顛覆性的制造技術創(chuàng)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(chuàng)成式設計的結合能夠消除傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的約束，讓制造業(yè)真正實現(xiàn)設計自由和制造自由。
創(chuàng)成式設計案例
增材制造創(chuàng)成式設計加速了產(chǎn)品的研發(fā)迭代，大大縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)成本與周期，同樣的航空發(fā)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(yè)的生產(chǎn)彈性。增材制造讓數(shù)字化時代日益強烈的小批量、個性化需求，從構想變?yōu)楝F(xiàn)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(chǎn)企業(yè)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(yè)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(yè)發(fā)展創(chuàng)造出更多可能。而數(shù)字化技術的蓬勃發(fā)展，為增材制造帶來了更穩(wěn)定的設備、更多樣的材料、更智能的創(chuàng)成式設計軟件，充分釋放增材制造的潛能。作為數(shù)字化領域的領軍企業(yè)，西門子是全球增材制造領域為數(shù)不多擁有全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋能力的工業(yè)企業(yè)。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(tǒng)和SINAMICS伺服驅(qū)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(xù)競爭力。
拓展應用邊界，增材制造賦能千行百業(yè)
現(xiàn)在，增材制造在數(shù)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(yī)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(yōu)勢不斷解鎖全新領域， 為制造業(yè)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(chǎn)，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(yī)藥科技有限公司(以下簡稱“三迭紀”)在做的事情。
制藥產(chǎn)業(yè)的連續(xù)化和數(shù)字化是包括美國FDA、歐洲EMA和中國NMPA在內(nèi)的各國藥品監(jiān)督管理部門所推進的產(chǎn)業(yè)改革方向。藥物3D打印技術歷經(jīng)20多年發(fā)展，已成為驅(qū)動制藥產(chǎn)業(yè)“范式躍遷”的數(shù)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(jīng)過不懈創(chuàng)新實現(xiàn)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(fā)型設備邁向產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)年產(chǎn)能達5.000萬片的3D打印藥物連續(xù)化生產(chǎn)線并非易事，縝密的產(chǎn)業(yè)化規(guī)劃是實現(xiàn)通量生產(chǎn)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(chǎn)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(fā)揮了自身在制藥和增材領域的充足經(jīng)驗和完備解決方案，以自動化、數(shù)字化領域技術解決方案與產(chǎn)品組合，串聯(lián)研發(fā)和生產(chǎn)，助力MED 3D打印制藥技術的生產(chǎn)產(chǎn)能持續(xù)提升，全方位拓展數(shù)字化技術在制藥產(chǎn)業(yè)的應用。與三迭紀的合作不僅為制藥行業(yè)增材制造產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)建范例，也真正詮釋了科技有為的內(nèi)涵。
憑借在增材制造領域的能力優(yōu)勢和經(jīng)驗累積，西門子已經(jīng)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(guī)模的企業(yè)展開合作，成功完成超過數(shù)千種增材制造組件，讓增材制造落地千行百業(yè)。
打通產(chǎn)業(yè)鏈，增材制造產(chǎn)業(yè)化未來可期
國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示：中國增材制造規(guī)模以上企業(yè)由2016年的20余家增加至2021年的100余家，營收超1億的企業(yè)數(shù)量已逾40家。從市場規(guī)模來看，增材制造還有巨大的潛力亟待挖掘，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展大有可為。
作為數(shù)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(chuàng)新科技和數(shù)字化能力為中國增材制造的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展注入新動力。為打通增材制造產(chǎn)業(yè)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(shù)字化協(xié)作平臺將用戶需求與供應商網(wǎng)絡相連接。用戶在云平臺發(fā)布需求后，云平臺承擔報價、采購和訂單監(jiān)控等全部功能，并按需分配增材制造的設計、工程及生產(chǎn)能力，實現(xiàn)全球化的分布式制造。借助數(shù)據(jù)分析，云打印工廠還能夠?qū)⒂脩舴答伡皶r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(chǎn)品的創(chuàng)新。
西門子助力增材制造加速產(chǎn)業(yè)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(yè)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(jù)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(guī)模化應用穩(wěn)步推進。
隨著數(shù)字化賦能產(chǎn)業(yè)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(shù)據(jù)、人工智能等技術深度融合，將對生產(chǎn)模式、生活方式，乃至價值理念產(chǎn)生深刻影響。西門子期待繼續(xù)以涵蓋增材制造設計、仿真、打印、檢測在內(nèi)的全生命周期解決方案，及咨詢和人才培養(yǎng)服務，與更多中國合作伙伴攜手推進增材制造產(chǎn)業(yè)化進程。
