麥肯錫全球研究院的研究表明，到2025年，3D打印的經濟影響每年可能高達5500億美元。3D打印相對于其他制造技術的獨特優(yōu)勢可能會為許多行業(yè)帶來設計、開發(fā)、生產和技術支持方面的深遠變化。本文著重闡述了3D打印可能帶來的五大顛覆性變化，并建議企業(yè)高管人員為此做好準備。

    以下是原文：

    3D打印時代五大顛覆性變化

    變化1 加快產品開發(fā)周期

    縮短產品開發(fā)時間是第一部3D打印機帶來的主要收益，它本來就是為加速產品原型構建而生。在某些情況下，甚至可以將生產時間從數周或數天縮短至幾個小時。而且隨著增材制造（編者注：即通過逐層增加材料的方法制造實體物件的技術。3D打印其實是一種通俗的叫法，學術名稱叫增材制造，4D的也叫增材制造。）和常規(guī)制造界限的模糊，現(xiàn)在很多行業(yè)都有望進入第二輪加速周期。

    例如，增材制造能夠使原型產品更快到達客戶手中，并且更快地獲得更細致的反饋（這主要受惠于打印機分辨率的提升、高清晰度的色彩以及更加廣泛的材料選擇，比如有助于客戶預見終端產品的彈性體等）。這種無模具的原型開發(fā)能力可以讓企業(yè)快速測試多種配置，確定客戶的喜好，從而減少新產品進入市場的風險并縮短上市時間。企業(yè)甚至可以在傳統(tǒng)生產工具仍在制造過程中或者尚未做出生產決策之時，先用3D技術打印出零部件，并將相關產品在市場上進行試銷。如果企業(yè)確實需要訂購此類生產工具，他們也可以考慮使用增材制造技術來制造，從而節(jié)約更多時間和資金。

    我們預計，3D打印技術將在未來十年里大幅縮短產品的開發(fā)周期（例如，3D打印會使制作簡單的實驗室儀器這類日常研發(fā)工作變得更高效）。由于3D打印技術能夠提升通過遠程合作進行眾包創(chuàng)意的能力，隨著時間的推移它將會對企業(yè)從更廣泛的視角考慮研發(fā)產生影響。

    變化2 新的制造戰(zhàn)略和產地選擇

    如今用3D打印技術直接生產最終產品已經成為這個行業(yè)中增長最快的部分，年增長率達到60%。隨著成本的不斷下降和3D打印機功能的不斷改進，能夠經濟地使用增材技術制造的零件范圍將大大拓寬。例如，波音公司已經使用3D打印機為10種不同類型的飛機制造了約200種零部件。

    當然，并不是每一種零部件都適用這項技術并能從中獲得收益（包括降低成本、性能改進或者兼而有之）。企業(yè)應該認清具有哪些特征的零部件更適合使用3D打印技術來生產，包括具有較高勞動力成本要素（如裝配耗時以及有二次加工過程）的零部件、模具要求復雜且產量較低（因此加工水平很高）的零件、廢棄率或者廢品率過高的零部件。

    增材制造技術也會影響企業(yè)的產地選擇策略。對于3D打印制造而言，勞動力成本因素仍然存在，但事實上，它的重要性相對于傳統(tǒng)制造方式大大降低了，這就使得企業(yè)未來在選擇產地時會更多地考慮在發(fā)達國家進行本地化生產以貼近終端客戶，而不僅僅是一味將制造業(yè)外包到低成本國家。但另一方面，由于 3D打印的全數字化性質，企業(yè)也可以在電力和勞動力投入成本較低的欠發(fā)達國家生產復雜零部件，不必像現(xiàn)在這樣一定要將其留在發(fā)達國家生產。

    高級管理人員應該密切關注的一個相關領域是3D打印材料市場的發(fā)展。未來的材料成本是不確定的，因為現(xiàn)在很多打印機都使用其打印設備廠商專有或特許的材料。如果未來情況發(fā)生變化并且有更普遍的材料標準（因此定價降低），這將很快對高管設計制造戰(zhàn)略和產地選擇產生十分顯著的影響。

    變化3 利潤來源轉移

    增材制造技術可能會改變企業(yè)提升產品和服務附加價值的方式。正如傳統(tǒng)制造業(yè)的外包曾經推動耐克等消費品公司更多地倚重其設計技巧一樣，3D打印技術可以降低傳統(tǒng)生產方式的成本和復雜性，從而迫使企業(yè)以其他方式實現(xiàn)自身產品的差異化，比如使產品更容易修復（因此壽命較長），或者推出更加個性化的設計。

    硬模具便于制造數以千計的相同產品，但減少對硬模具的依賴其實也創(chuàng)造了新的機會，企業(yè)能夠以較低的成本提供個性化或定制化的設計，并且可以更廣泛地接觸客戶群。例如，個性化正畸牙套的增材制造就體現(xiàn)了這類新技術的潛力。隨著越來越多的此類產品具備技術可行性，企業(yè)必須確定哪些有足夠的吸引力和商業(yè)價值。大規(guī)模定制和新設計可能性的結合將會成為許多企業(yè)提高競爭力的手段，最終對一些細分的傳統(tǒng)制造商產生顛覆性影響。

    增材制造應用的實際影響可能更加深遠。在傳統(tǒng)的售后市場供應鏈上，一個關鍵的挑戰(zhàn)是對備件庫存的管理。而使用3D打印機按需制造替換零件的能力會改變售后服務的經濟效益和產業(yè)結構。一些具備現(xiàn)場增材制造能力的小型設施可以取代大型的地區(qū)性倉庫，一些維修件的供應甚至可以外包。例如，位于機場、醫(yī)院或者大型制造場所的小加工廠（或者代工廠）可以根據廠家直接提供的數據現(xiàn)場制作設備所需的大部分零件。

    當然，有一天零售商也可能會使用這類代工廠量身定制產品（如玩具或建筑材料），以滿足客戶的不同需求。對于擁有機器、核心設計或者兩者兼而有之的制造商而言，這種業(yè)務模式是具有代表性的產業(yè)鏈布局。

    變化4 新能力

    如今，圍繞傳統(tǒng)制造工藝的設計資源非常豐富，但圍繞3D打印的設計資源則要少得多。我們對制造公司高管的訪談表明，許多人已經看到了這種不足，并且在爭先恐后地進行彌補。

    發(fā)揮增材制造技術的大部分潛力還涉及技術方面的挑戰(zhàn)，包括設置環(huán)境參數以防止產品變形、優(yōu)化打印速度以及調整新型材料的特性等。事實上，調整材料是相當大的挑戰(zhàn)。塑料處理起來相對簡單，金屬則不那么容易，而漿和凝膠（比如打印活組織或鋅空氣電池的材料）是極其困難的。

    變化5 顛覆性的競爭者

    3D打印的諸多優(yōu)勢可以降低新企業(yè)進入市場的成本：例如，利用3D技術會降低模具成本，這方面僅需較少的投入就可以進行生產，甚至可以小批量生產或者服務于利基市場。最終產品的直接制造可以大大簡化并減少設計師的工作，之后設計師只需將電腦中的產品投入商業(yè)生產即可。新型企業(yè)不斷涌現(xiàn)，它們有的提供高度定制或合作設計的產品，還有的則成為產品的制造和分銷平臺，由客戶在線進行銷售。這些企業(yè)對消費者口味的洞察力、與客戶聯(lián)系的密切程度，都將是傳統(tǒng)的公司很難比擬的。

    這些新的競爭者起初可能只是利基市場的參與者，在一些消費者愿意為定制設計、更復雜的幾何形狀和更迅速的交貨支付溢價的領域進行運營。但是從長遠來看，他們將以意想不到的方式改變整個行業(yè)，其競爭優(yōu)勢也將從低成本的大批量制造能力轉向價值鏈的其他領域，比如采用開源設計的圖紙和3D打印技術生產槍支。增材制造技術很可能會造成道德和監(jiān)管困境，并顛覆若干產業(yè)。

    原文作者：

    Daniel Cohen，麥肯錫咨詢顧問

    Matthew Sargeant，麥肯錫咨詢顧問

    Ken Somers，安特衛(wèi)普分公司大師級專家