工业必须努力减轻其对利益相关方和环境的影响。
3D打印等新技术可以使增材制造行业更具可持续性。
世界经济论坛的先进制造与生产倡议正在识别引领工业4.0以及可持续制造新格局的企业。
我们的制造方式正在发生变化。但第四次工业革命不仅关乎3D打印等新制造技术将如何惠及企业和消费者，还关乎工业如何推动一个更清洁、更可持续的世界的到来。
若否认地球正迅速逼近气候变化后果不可避免的那一天，那是愚蠢的。如今许多企业领袖面临的问题是：我们能否既继续为股东创造价值，又减轻我们对自然世界的影响，而且两者兼顾——以及如何做到。
为寻找这些答案，世界经济论坛的先进制造与生产倡议在过去一年中开展工作，涉及的问题范围广泛，从利用数据促进创新，到支持包容性技术的应用。
全球企业将越来越多地享受更加灵活、自动化的制造生态系统所带来的回报——部分得益于3D打印等技术的推动。我所在的公司Desktop Metal以及整个增材制造行业，在帮助客户运用这些技术以对整个社区产生积极影响方面，都肩负着一定的责任。
以下是工业4.0打造更可持续世界的四种途径。
1. 无需工装、零废料的制造
工装或许曾助力现代工业时代的到来，但取消工装除了可减轻制造业的环境影响外，还带来诸多积极效果，包括缩短交付周期、降低零部件成本以及减少仓储开支。
无需工装，制造商便可以精简将零部件和产品运往世界各地的复杂网络。取而代之的是，只需运输原材料——即可高密度压实的金属粉末——从而构建远为高效的供应链。
与此同时，零部件将以数字文件的形式跨境传输，并仅在需要之时、需要之地下载和打印。
基于粉末冶金的增材工艺还几乎能100%利用原材料，废料和边角料极少，使其成为一项绿色且高度循环的技术。
通过使制造更靠近消费者，基于粉末冶金的增材技术不仅减少了长距离运输材料和零部件所造成的环境影响，还能大幅拉平竞争环境，使全球各地的小型企业能够与大型制造商竞争，生产适应本地市场需求的定制化零部件。
2. 整合装配
增材制造的另一大优势在于装配整合，即将多个零部件合并为数量更少、功能多样的组件。这同样有助于减少环境影响。
由于需要运输的零部件减少，该工艺可提高运输网络的效率，显著减少二氧化碳排放。
在大多数情况下，合并多个零部件还能带来显著的成本与重量节省。例如，Optisys的工程师成功将一款Ka频段天线的部件数量从100个减少至1个。Ka频段天线的部件数量从100个减少至1个。
尽管3D打印的几何灵活性使制造复杂的多功能零部件成为可能，但在生产用零部件方面，增材制造行业仍处于起步阶段。
究其原因，增材制造行业的发展实际上经历了三条截然不同的增长曲线。第一条始于20世纪90年代初，主要聚焦于新型增材技术的研发。
如今，该行业正处于新S曲线的起点，这将推动3D打印在制造领域得到更广泛的应用，并永久改变产品的制造方式。
随着该行业在未来几十年持续演进，它最终将进入下一条曲线阶段，届时企业将能够使用多种材料整体打印完整产品，从而进一步降低环境影响。
3. 生成式设计
3D打印所带来的几何灵活性，也为一类全新的设计打开了大门。这类设计借助人工智能，并从自然中汲取灵感。
借助新型生成式设计工具，工程师只需勾勒出零部件应在的位置、其所承受的作用力，并划定需要避开的区域，其余工作则交由计算机完成。
最终成果是经过充分优化的零部件，重量可比传统设计减轻高达50%，且不牺牲性能。
通过使此类零部件得以实现，3D打印减少了原材料的使用。它可用于制造从汽车到飞机等各类轻量化部件，从而降低碳排放。
4. 循环制造与新型聚合物
凭借近乎无限的可重复使用性，3D打印金属零部件已开始为循环制造工艺打开大门。在这一工艺中，产品被设计成融入可持续的循环，使零部件能够被反复再利用。
然而，金属并非现代制造中唯一使用的材料。
为减少塑料废弃物，众多研究人员正在开发先进的聚合物，例如聚羟基脂肪酸酯（PHA），它可在土壤、堆肥和海洋沉积物中降解。这类材料对环境友好得多，并且非常契合更为循环的经济模式。
为未来构建社区
然而，这些益处并非孤立存在，任何一家企业也无法独自扭转气候变化的各种影响。
世界经济论坛“塑造先进制造与生产未来”平台去年确定了一个由“灯塔”企业组成的网络，这些企业在工业4.0应用方面处于领先地位。
展望未来，我的公司及其他企业将努力加强这一网络内的联系，分享最佳实践，共同推动制造与生产的未来成为现实，并确保这一未来为尽可能多的人带来光明前景。
