3D打印和增材制造使用設(shè)備從數(shù)字模型創(chuàng)建物理對象,，其輸出可以是原型、工具,、夾具或成品,。3D打印和增材制造由7項制造技術(shù)組成，使用范圍廣泛,，包括塑料、陶瓷,、玻璃,、金屬等。目前,，其重要趨勢是將3D打印集成到高級的硬件、軟件,、材料制造平臺,，促使傳統(tǒng)制造得到改造，擴展價值鏈,，從而獲得更高的伸縮性等先進制造的現(xiàn)代屬性。

    1、到2021年,，75%的新型商用和軍用飛機將使用3D打印部件飛行

    30年前,，航空航天行業(yè)是首批采用3D打印的行業(yè)之一,。由于產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)時間過長，航空航天制造軍品商擁有飛機模型和部件的早期測試平臺,。今天,，蔓延到多個業(yè)界，多數(shù)正在建立基礎(chǔ)設(shè)施,，以支持其組織和供應(yīng)鏈中的多個3D打印業(yè)務(wù)。雖然在所有行業(yè)中,，原型機制造仍然是3D打印的主要用例,，但航空航天顯然已經(jīng)積極地跨出了一步，即實戰(zhàn),。軌道發(fā)射器領(lǐng)域已經(jīng)成功地進行了70次3D打印的Aeon 1發(fā)動機的測試。Aeon 1使用氧氣和甲烷作為推進劑,，其材料也將是火星上最容易制造的材料,�,？湛�320的“仿生分區(qū)（bionic partition）”無法使用傳統(tǒng)的制造和加工技術(shù)建造,，使用3D打印，比目前的設(shè)計每年可以節(jié)省465000噸的二氧化碳排放量,。波音公司已經(jīng)在四個國家設(shè)立20個增材制造網(wǎng)站,。超過50000個3D打印部件在商業(yè)和國防領(lǐng)域得到應(yīng)用。GE航空渦輪螺旋槳發(fā)動機設(shè)計的855個常規(guī)制造部分,，被劃分為12個3D打印板塊，產(chǎn)生10%馬力,，節(jié)省20%燃料,，導(dǎo)致更短的開發(fā)周期和更低的開發(fā)成本。

    3D打印的附加制造過程可以使其幾何形狀（甚至材料的同分異構(gòu)體）成為可能,，這在任何其他技術(shù)中都是不可想象的。其結(jié)果是3D打印的部分達到或超過了常規(guī)版本的性能要求，顯著降低燃油消耗和二氧化碳排放,。

    從市場來看，75%的飛機（商業(yè),、軍用和無人駕駛飛機（UAV））將用3D打印組件飛行的想法聽起來很牽強,，尤其是如果你只考慮復(fù)雜的發(fā)動機等等。事實是,，有限的發(fā)動機、機身和其他3D打印部件將在未來幾年內(nèi)增加,，將驅(qū)動整個航空工業(yè)使用3D打印的競爭壓力,，在相關(guān)供應(yīng)鏈的驅(qū)使下，這種壓力將進一步加劇,，因為3D打印的使用將導(dǎo)致重復(fù)供應(yīng)鏈——一個用于常規(guī)制造，一個用于增材制造,，從而導(dǎo)致對備件的重復(fù)需求,。由于服務(wù)機構(gòu)(內(nèi)部和供應(yīng)商)需要在3D打印機中購買3D打印替換部件，情況將變得更加復(fù)雜,。例如，軍用飛機承包商會找到更多的軍品商,，就像今天美國軍方的每一個分支一樣,，他們正在開發(fā)3D打印的替代設(shè)備，以取代昂貴的原始部件和無人機,。

    2、到2021年,，25%的外科醫(yī)生術(shù)前將在3D打印的解剖模型上練習(xí)

    國際頂級醫(yī)院結(jié)合醫(yī)學(xué)影像軟件和服務(wù),，不斷提升3D打印硬件水平,，培訓(xùn)外科醫(yī)生及新員工3D打印水平。目前,，近3%的大型醫(yī)院和醫(yī)療研究機構(gòu)在現(xiàn)場都有3D打印技術(shù)能力,。手術(shù)和術(shù)前準備的三維模型已通過以下方式得到改進：一是設(shè)計，即改進用戶體驗設(shè)計,；二是計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)和其他醫(yī)學(xué)成像技術(shù)；三是得益于基于云的CAD和建模軟件,。

    在美國,，隨著3D打印技術(shù)的進步和其他技術(shù)的進一步完善，3D打印將從醫(yī)院教學(xué)和�,？浦行臄U展到更廣泛的醫(yī)院系統(tǒng)。例如,，波士頓兒童醫(yī)院結(jié)合3D打印進行團隊訓(xùn)練和術(shù)前計劃,，臨床醫(yī)生、工業(yè)工程師,、設(shè)計師,、模擬專家,、插圖師和病人護理團隊都參與其中。在組織架構(gòu)上,，3D打印部門獨立于個別部門,，如外科或放射科，以防止所謂“草坪問題”的出現(xiàn),。

    3D打印已經(jīng)被用來制作真實的解剖模型和外科訓(xùn)練輔助工具。越來越多地,，3D打印被作為單獨使用輔助工具,，具有個性化的元素(既包括病人，也包括外科醫(yī)生對方法和工具的選擇),。估計到2021年，這將是一個十億到二十億美元的市場,；到目前為止，3D打印在術(shù)前計劃階段使用最頻繁,。國際上一些研究人員發(fā)表了關(guān)于使用3D打印植入物的研究數(shù)據(jù)和研究報告(例如,，脊柱手術(shù),，78%的脊柱病例的結(jié)果改善，而并發(fā)癥發(fā)生率和臨床結(jié)果與其他一些手術(shù)相比沒有變化),。在醫(yī)療領(lǐng)域,，3D打印將從模糊的后臺實驗室更多地移動到最前線，作為術(shù)前準備和模擬方案的重要組成部分。長遠來看,，新技術(shù)，如增強現(xiàn)實,、虛擬現(xiàn)實,、混合現(xiàn)實技術(shù)將與3D打印技術(shù)協(xié)作融合，將提升動態(tài)解剖建模并產(chǎn)生和發(fā)揮特殊功能,。

    3、到2021年,，20%的消費品公司將使用3D打印來制作定制產(chǎn)品

    3D打印可能對消費品公司供應(yīng)鏈產(chǎn)生重大影響,。尤其是滿足特定定制需求的類別中，減少庫存,，成本和生產(chǎn)可以更接近最終客戶。這種向本地生產(chǎn)轉(zhuǎn)移以供當(dāng)?shù)叵�費的做法將迫使商業(yè)公司重新考慮其商業(yè)模式,。例如,，消費者或完全不相關(guān)的第三方可以成為完整產(chǎn)品的最終生產(chǎn)者或產(chǎn)品一部分的提供者而參與實際的產(chǎn)品交付。例如美國一家名為raceware的公司使用3D打印制作所定制的自行車部件,，而美國一家零售初創(chuàng)公司則在當(dāng)?shù)厣�產(chǎn)3D打印服裝。阿迪達斯等體育用品生產(chǎn)商都是圍繞鞋底,、鞋墊的3D打印,，甚至是個性化的鞋墊圖案來提升高端品牌的。這些產(chǎn)品有更高的價格,，而且是定制的,，旨在提高運動員的個人表現(xiàn),。

    總的來看，3D打印不太可能完全取代任何消費品市場的大規(guī)模生產(chǎn),。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比,，企業(yè)必須學(xué)會在何時何地進行成本效益權(quán)衡。這一評估延伸到供應(yīng)鏈,，并確定當(dāng)?shù)?D打印能力何時何地比庫存大量備件更具成本效益。3D打印在消費品中的關(guān)鍵影響因素之一是潛在的大型產(chǎn)品責(zé)任訴訟,，圍繞著哪一方對導(dǎo)致財產(chǎn)損害或損害的產(chǎn)品失效負責(zé),。玩具,、電器和性能運動設(shè)備等產(chǎn)品都必須經(jīng)過安全測試,。與傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)不同，3D打印產(chǎn)品的失敗可能是設(shè)計的錯誤,、用于打印對象的材料,、3D打印設(shè)備，而每一個部分都可以由不同的實體擁有或生產(chǎn),，法院必須決定誰是責(zé)任方，因而裁決是復(fù)雜的,。3D打印產(chǎn)品將進一步模糊零售商和制造商之間的界限,。

    4、到2021年,，20%的企業(yè)將成立內(nèi)部創(chuàng)業(yè)公司,，開發(fā)基于3D打印的新產(chǎn)品和服務(wù)

    現(xiàn)在,，商業(yè)以閃電般的速度發(fā)展，而技術(shù)的發(fā)展則更快,。技術(shù)破壞一夜之間改變公司或整個行業(yè),。老牌企業(yè)不斷面臨來自全球一半地區(qū)的初創(chuàng)企業(yè)和新興公司的競爭。即使是大公司也必須集成3D打印技術(shù)進入他們的研發(fā),、工程和制造集團，并建立一個內(nèi)部推進3D打印和其他創(chuàng)新技術(shù)進入公司整體流程的業(yè)務(wù)部門,。這些初創(chuàng)公司通常有獨立于公司運營的自由,，但具有利用企業(yè)設(shè)施的能力，如物理設(shè)施,、財務(wù),、人事和采購,，以降低成本。一旦成功,，一家內(nèi)部初創(chuàng)企業(yè)就會發(fā)展其研發(fā)和制造,，工藝和產(chǎn)品進入主流制造業(yè)務(wù),，或主流業(yè)務(wù),。在過去的幾年里，一些大型的企業(yè)工程組織,，如空客,、巴斯夫和通用電氣，已經(jīng)建立了工業(yè)規(guī)模的3D打印內(nèi)部創(chuàng)業(yè)公司,。這些公司能夠加快將3D打印集成到他們自己的制造過程中,，因為這些零件使用傳統(tǒng)的制造方法,，要么太困難，要么成本太高,，它們還能夠繞過大公司中已建立的管理鏈,，它們往往扼殺、而不是鼓勵創(chuàng)新和冒險,。除了加速創(chuàng)新之外,，這些內(nèi)部初創(chuàng)企業(yè)還有助于在公司內(nèi)部識別企業(yè)家,，并吸引外部工程人才,，特別是那些永遠不會考慮在這么大的公司工作的人才,。

    內(nèi)部初創(chuàng)企業(yè)并非沒有問題。與大多數(shù)真正的初創(chuàng)公司不同,，內(nèi)部初創(chuàng)企業(yè)的員工有工資保障,，當(dāng)然高風(fēng)險與高收益并存，單談收益可能不如真正初創(chuàng)公司,，也許創(chuàng)業(yè)公司的員工在真正的創(chuàng)業(yè)公司里幾乎沒有工作崗位。擁有內(nèi)部初創(chuàng)企業(yè)的公司必須找到既能吸引員工又能成功回報員工的薪酬公式,。