
制造业或许正站在一次根本性变革的门槛上。未来十年,一类具备“形态可变”能力的多形态制造设备,有望重新定义产品的设计、工装与生产方式——在成本层面实现过去只有传统大批量制造才能达到的规模化定制。
多形态制造技术先驱 Fyous 指出,这一新兴制造范式正在突破长期制约注塑成型和工业级增材制造发展的关键瓶颈。在其最新发布的白皮书《多形态制造:实现规模化定制的关键因素》中,Fyous 系统阐述了可重构工装如何打破固定模具的限制,实现真正高速、敏捷的生产模式。
打破工装瓶颈
传统制造工艺高度依赖固定工装。在注塑成型中,模具的设计与制造周期往往长达数月,在中小批量生产条件下,模具成本甚至可占到单件产品总成本的 98%。尽管增材制造在一定程度上降低了对模具的依赖,但在产能、表面质量以及单位成本方面,仍难以满足工业级规模化生产的要求。

多形态制造提供了一条全新的路径。Fyous 的设备由数万根高精度可控针元构成,可在数分钟内完成重构,形成临时但高精度的工装结构。这些可重构表面既可作为注塑模具,也可用于成形工具或工件夹持装置,而无需任何永久性工装。
通过对工装本身进行数字化重塑,制造商可以直接从设计过渡到生产,实现快速迭代、极短交付周期,以及经济可行的定制化零部件生产。
敏捷性与工业性能的融合
Fyous 首席执行官 Joshua Shires 将多形态制造视为一次代际跃迁,而非渐进式改进。
“多形态制造在生产能力上实现了根本性改变,它同时具备增材制造的灵活性,以及大批量制造所具备的质量、一致性和产能,”Shires 表示,“这一制造技术的基础性变革,标志着一个全新制造类别的诞生,使高效率、高利润地生产大批量‘独一无二’产品成为可能。”
从计量与质量控制角度看,这种融合意义重大。与许多增材制造工艺不同,多形态制造能够提供可重复、可控的成形条件,更贴近传统大规模制造中成熟的检测、验证与质量管理体系。
工业合作带来的验证
多形态制造的潜力已开始通过产业合作得到验证。英国谢菲尔德大学先进制造研究中心(AMRC)已在工装夹具应用中对该技术进行了评估,并在实际生产环境中验证了其可行性与价值。
AMRC 临时首席执行官 Ben Morgan 表示:
“在我们首次将多形态制造应用于夹具项目之后,其广泛的应用潜力便显而易见。它为快速、灵活的制造提供了一条切实可行的新路径,我们非常期待探索其在更多行业中的应用可能。”
覆盖多个高价值行业的应用前景
Fyous 指出,多形态制造在多个行业可立即带来显著的经济与可持续性收益。
在牙科制造领域,隐形矫治器生产通常需要为每一副矫治器打印一次性 3D 模具。多形态工装可完全消除这一需求,每年有望减少数百万公斤塑料废弃物,并节省高达 10 亿英镑 的制造成本。
在制鞋行业,多形态设备可直接制造定制鞋楦,无需 CNC 加工——而传统 CNC 工艺往往浪费超过一半的原始材料。Fyous 表示,该方案可将塑料浪费率降低至 7.8% 以下,同时真正实现规模化定制。
在航空航天领域,设计频繁变更、产量低,使得传统工装成本居高不下。多形态工装的快速重构能力,使制造商无需经历数周等待或承担动辄数万元的工装费用,就能完成零件制造与优化——而这些工装往往只使用一次。
在医疗健康领域,该技术支持快速、低成本地生产患者专用器械,在实现个性化的同时,兼顾可持续性和更可预测的质量结果。
对智能制造与质量控制的启示
从更宏观的制造系统视角来看,多形态制造与数字主线(Digital Thread)和智能工厂理念高度契合。工装几何形态不再是固定实体,而成为可按需重构的数字资产,与设计、生产和检测数据深度融合。
对于计量与质量专业人士而言,这既带来了机遇,也提出了新的挑战。随着工装从“固定”走向“动态”,测量策略、过程验证和在线检测体系必须随之演进,以确保在快速变化的生产配置中仍能保持一致性、可追溯性与合规性。
尽管仍处于发展初期,多形态制造已不仅是一种替代性生产技术,而是正在催生一个全新的制造类别——在原型与量产之间、在定制化与成本效率之间,架起一座关键桥梁。
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