導讀:眾所周知末捣,增材制造技術發(fā)展的越來越迅速舔庶,已經(jīng)廣泛應用于各種行業(yè)中,那么為什么增材制造會成為未來制造業(yè)不可或缺的一部分猾漫?別著急莫诺,南極熊將在下文中探討先進技術與不斷變化的人類需求之間的內(nèi)在關系孔选,同時探究工業(yè) 4.0背景下3D打印的興起葵伟。
人類需求與產(chǎn)業(yè)轉型:共生進化
第四次工業(yè)革命的到來代表著一種新的技術變革林品,反映了技術創(chuàng)新為滿足人類不斷增長的需求而不斷發(fā)展的情況。技術與人類需求之間的動態(tài)相互作用并不是什么新鮮事夕谬,并且在整個歷史中反復出現(xiàn)增队。為了更好地理解人類需求的進展,人們可以求助于馬斯洛的需求層次結構哲银,這是一種心理學理論毅访,將這些需求從最基本的到最高級的進行分類。Minwha Lee 等人的一項研究(2018)進一步闡述了這些不斷變化的人類需求與新技術的出現(xiàn)之間的關系盘榨,從而導致了隨后的工業(yè)革命。
馬斯洛的框架從食物蟆融、水和住所等基本生理需求開始草巡,然后發(fā)展到安全、愛型酥、歸屬感和尊重山憨,最終達到自我實現(xiàn)。當人類的各個層次的需求得到滿足時弥喉,個人就會進步到下一個層次郁竟,從而促進旨在滿足這些不斷變化的需求的新技術的發(fā)展。隨著時間的推移由境,重點已經(jīng)從滿足基本的物質(zhì)需求轉向豐富的社會聯(lián)系棚亩。目前,我們觀察到人們越來越重視滿足尊重需求和促進自我實現(xiàn)虏杰,這在很大程度上以個人或“我”為中心腹瞒。
歷史上的每一次工業(yè)革命都與這些不斷變化的需求相對應,如下所示:
1. 生理和安全需求:生存和所有權
第一次和第二次工業(yè)革命:這些階段主要是由解決生存撕擂、所有權以及食物和住房等基本必需品的需求驅動的孝尺。這些革命的成功將技術創(chuàng)新傳播到整個社會,減少了工作時間并提高了工資泉蠢,從而為更高層次的需求奠定了基礎洼宪。
2.社交需求:聯(lián)系和溝通
第三次工業(yè)革命:以計算機、自動化和社交網(wǎng)站 (SNS) 的興起為標志诡语,這個時代將全球人民聯(lián)系在一起绒霹,培養(yǎng)社區(qū)意識松浆,并為物理世界和網(wǎng)絡世界的融合奠定基礎。
3.尊重需求:自我表達西龟、創(chuàng)造和創(chuàng)新
第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0):在自我表達馒脏、地位以及人類對創(chuàng)造和創(chuàng)新的渴望的驅動下,這一階段的特點是顛覆性創(chuàng)新镣学。向工業(yè)4.0的過渡代表著通過進一步滿足人類愿望來創(chuàng)造新價值和財富的嘗試歌淹。隨著傳統(tǒng)制造業(yè)在新的工業(yè)轉型中面臨挑戰(zhàn),機器人和 3D 打印受到關注黎炉。
當前的轉變催生了“數(shù)字孿生”社會枝秤,其中物理領域的各個方面都通過物聯(lián)網(wǎng)、傳感器慷嗜、人工智能和其他數(shù)據(jù)收集方法與其網(wǎng)絡對應部分相連淀弹。這為“智能”物理社會奠定了基礎,通過人工智能進行微調(diào)庆械,為未來的進步鋪平道路薇溃。
隨著人類需求的不斷發(fā)展,物理世界和網(wǎng)絡世界之間的融合需求不斷增長缭乘,3D 打印占據(jù)了中心舞臺沐序。它作為工業(yè) 4.0 框架中的關鍵物理推動者,完美地滿足了我們對個性化堕绩、靈活性和創(chuàng)新日益增長的需求策幼。在此過程中,增材制造體現(xiàn)了第四次工業(yè)革命的無限潛力奴紧,成為人類愿望與有形世界中技術可能性之間的橋梁特姐。
AM 滿足的需求:個性化、創(chuàng)造力及其他
傳統(tǒng)的制造工藝盡管堅固耐用冬蝶,但常常面臨諸如不靈活性裁鸦、浪費、嚴格的設計限制和漫長的生產(chǎn)周期等挑戰(zhàn)娘介。這些因素不僅會增加成本杉藐,還會削弱創(chuàng)新、美觀和滿足個性化需求的能力用载。
3D 打印是一種正在改變制造格局的革命性解決方案攒置。與依賴模具和切削工具的傳統(tǒng)方法不同,增材制造通過數(shù)字設計逐層構造物體披蚕,促進按需生產(chǎn)和復雜的幾何形狀尖坦。以下是增材制造需要滿足的人類需求:
●個性化需求:AM 的方法可實現(xiàn)無與倫比的定制,滿足個人喜好和要求讹渴。從時尚到汽車装屈,增材制造正在使消費者成為創(chuàng)造者怒晕,使產(chǎn)品與個人身份保持一致。
●自我表達:AM 通過設計路学、藝術和創(chuàng)新促進自我表達嚼吞。3D打印是一個創(chuàng)造力的平臺,讓人們看到自己的想法變成現(xiàn)實蹬碧。
●創(chuàng)造力舱禽、知識和創(chuàng)新:增材制造加速創(chuàng)新的實施,賦予設計師和工程師探索和學習的自由恩沽。它是知識誊稚、理解、表演罗心、美和藝術表達的催化劑里伯。
●可持續(xù)性和效率:增材制造不僅是一種替代方案,而且能夠大幅減少浪費并加快生產(chǎn)周期渤闷。它是創(chuàng)新和效率新時代的加速器疾瓮,完美契合工業(yè) 4.0 的原則。
通過超越傳統(tǒng)制造的局限性飒箭,滿足人類不斷增長的自我創(chuàng)造爷贫、個性化和自我實現(xiàn)的愿望,增材制造不僅僅是一項技術進步补憾,更是一項技術進步。它象征著第四次工業(yè)革命的無限可能性反俱。
3D 打印在數(shù)字化制造中的未來
增材制造的未來充滿希望忱厨,包括硬件、材料和軟件等領域的創(chuàng)新炸一,以及更大的數(shù)字化轉型領域鲤瞪。
1. 以數(shù)據(jù)為中心的技術:
物聯(lián)網(wǎng)和連接:隨著各行業(yè)傾向于數(shù)據(jù)驅動的流程,增材制造系統(tǒng)將越來越多地得到物聯(lián)網(wǎng)的增強校槐。這種融合將實現(xiàn)預測性維護揉拯、遠程監(jiān)控和實時適應性。
數(shù)據(jù)驅動制造:未來增材制造將嚴重依賴大數(shù)據(jù)和分析進行實時優(yōu)化另焕,使企業(yè)能夠動態(tài)響應市場變化液斩。
2. 數(shù)字世界和物理世界的融合:
數(shù)字孿生和仿真:未來十年將看到數(shù)字孿生在增材制造中的全面集成,使實時仿真成為常態(tài)而不是例外惦鄙。這將徹底改變產(chǎn)品開發(fā)周期谤赛。
信息物理系統(tǒng):未來增材制造將無縫集成數(shù)字世界和物理世界,從而成為工業(yè) 4.0 生態(tài)系統(tǒng)的關鍵組成部分喧久。
3追城、自動化刹碾、智能化:
人工智能和自動化:人工智能的作用正在從自動化設計和流程優(yōu)化演變?yōu)榻Y合預測分析和自適應質(zhì)量控制。增材制造的真正市場潛力將通過使技術更易于使用來釋放座柱。
4. 數(shù)據(jù)安全:
區(qū)塊鏈和完整性:隨著數(shù)字威脅的升級迷帜,區(qū)塊鏈將成為增材制造不可或缺的一部分,確保數(shù)據(jù)完整性并為整個制造生命周期提供防篡改記錄色洞。
結論
3D打印不僅僅是另一種生產(chǎn)方法戏锹,也是我們當前工業(yè)格局中的變革催化劑。增材制造的影響被放大锋玲,因為它與推動當今數(shù)字化轉型的數(shù)字技術緊密結合景用,能夠滿足不斷變化的人類需求。增材制造不僅僅是一種工具惭蹂,它還是工業(yè) 4.0 不斷發(fā)展的架構中的基石伞插。