你需要一把功能強大的錘子?你需要一雙精致無比的鞋子?你需要給孩子準備奇特的玩具?你需要一頓精美的晚餐?只管打印出來就行了。
這是寫在今年出版的《3D打印:從想象到現實》扉頁的話。聽起來很科幻,但不容置疑的是,3D打印技術已成了各方關注的焦點,更被寄予了引領第三次工業革命的厚望。與此同時,3D打印產業近年來在國內亦是浪潮漸生,相關公司業績的隨著3D打印概念的熱炒而突飛猛進。
不過,也有觀點認為3D打印只是噱頭。就在前不久,制造業大佬、鴻海董事長郭臺銘索性放言,“3D打印要有用,我的‘郭’字倒過來。”
那么,3D打印技術到底是不是噱頭?其在中國離推廣還有多遠?將會帶來哪些改變?
國內3D打印熱潮漸起
在過去的一年多時間里,3D打印業界進入了高度活躍期。隨著3D打印在美國制造業的巨大應用潛力顯現,中國的科研、工業界也開始重新審視這一技術,媒體的集中報道也讓越來越多的中國民眾開始了解3D打印。反過來,各方的高度關注也給3D打印的相關公司的業績帶來了進一步的增長。
據專注研究3D打印產業的第三方研究機構沃勒斯公司日前發布的《2013沃勒斯報告》數據顯示,2012年全球3D打印市場(包括產品和服務)約為22億美元,比2011年的17.14美元增長了28.6%。過去3年,全球3D打印的年平均增長率約為27.4%。全球3D打印設備的安裝量中,美國比例最高,占38%,日本9.7%,德國9.4%,中國8.7%。
“以往的訂單幾乎都來自國外,但自去年以來,來自國內的客戶數量出現了明顯的增長。”7月9日,深圳維示泰克技術有限公司發展主管侯曉雯在接受記者采訪時如是說。維示泰克是深圳一家從事桌面3D打印機制造和3D打印服務的公司,在其位于南山留學生創業大廈的公司內,記者看到,入門處的玻璃柜擺放著琳瑯滿目的3D打印制品:手機殼、機器人零部件、動漫玩偶、造型復雜奇特的鏤空圓球……宛如一個現代藝術博物館。就在展示柜的右邊,一臺高約40厘米的方形3D打印機正在運作,由電腦圖紙引導的噴頭在底座上來回涂抹,圖紙上的模型悄然成型。
“這是我們給深圳一家中學的機器人創作大賽打印出來的零部件。”侯曉雯從展示柜上取下一個構造奇特的制品向記者介紹說,3D打印實現了小批量的個性定制,具有傳統制造業所無法比擬的優勢。
除了在教育領域與學校的合作外,維示泰克還取得了來自許多其他行業的訂單,包括與醫院合作為患者量身定制“牙托”,幫助玩具公司將設計變為實物,甚至還會幫個人設計師打印各類稀奇古怪的制品……
“事實上,3D打印在歐美等發達國家的應用已經相當普遍,我們現在做的其實是以國外成功的應用實例引導發掘國內客戶的需求。”侯曉雯如是說。
無獨有偶,在浙江金華從事3D打印制造和服務的同行閃鑄科技也提出了類似的說法。閃鑄科技市場部經理陳錚錚在接受記者采訪時說,在今年之前,閃鑄科技的主要客戶都是國外的個人設計師和技術工程師,國內的銷量極低,國外市場遠大于國內市場。“但自今年以來,情況開始改變,國內客戶出現了迅速增長,來自高等院校、研究所和個人愛好者的訂單明顯增多,同時也有越來越多的中小企業基于工業需求購買機器或服務。”陳錚錚說,閃鑄目前也正積極拓展國內的銷售渠道,預計今年國內市場與國外市場持平。
3D打印只是噱頭?
然而,《2013沃勒斯報告》中同時指出,當前制約中國3D打印設備制造發展的是3D打印設備的核心零部件,例如激光器等仍然依賴進口。中國雖然起步不晚,但設備在物品的打印精度、設備的可靠性方面仍然與國際水平有相當差距。
深圳市大業激光成型技術有限公司是專門提供3D打印服務的公司,區別于維示泰克和閃鑄科技,大業激光本身并不生產3D打印機,而是通過進口工業級3D打印機作為生產設備,為客戶提供3D打印服務。
“工業3D打印機不僅可以實現最高0.01毫米的高精度打印,還可以根據需求更換不同的噴頭與托盤,而桌面級的3D打印機的打印精度理論也才0.2毫米。”大業激光總經理陳烜7月9日接受記者采訪時如是說。然而,盡管如此,受限于材料,即使是工業級3D打印機制作出來的產品也大多僅限于“手板”,無法直接成為可供使用的功能性零件。
所謂“手板”,是制造業的一個術語,是指在沒有開模具的情況下,根據產品圖紙做出的若干個產品樣板,主要用來驗證產品,包括外觀、結構和功能。由于最早這種樣板只能靠經驗豐富的技師手工制作,所以學名“手板”。
換言之,工業級3D打印制品主要作用是驗證設計,而非直接商業化,至于低精度的桌面級3D打印機,更是只停留于“只能看看”的階段。
正因如此,制造業大佬、鴻海董事長郭臺銘對于“3D打印顛覆傳統制造業”的說法完全不以為然。他認為,3D打印絕不等于第三次工業革命,只是噱頭而已。郭臺銘不看好的原因是,此項技術無法大量生產應用于商業用途,不具有商業價值。他還列舉了3D打印的電話為例,說明這東西可以制造出來,但只能看,不能用,因為3D打印商品不能加上電子組件,無法成為電子產品量產。
事實上,郭臺銘所言非虛。即使是在設計氛圍最為濃厚的“創客”圈內,3D打印機的應用也十分有限。深圳“創客”運動發起人、開源硬件提供商深圳矽遞科技有限公司首席執行官潘昊7月11日接受記者采訪時表示,3D打印的材料絕大多數使用的是塑料,而且無法添加電子組件,只占到公司產品的很小一部分。
90%打印服務是制作手板
從記者采訪到的眾多3D打印服務商的情況來看,一個共同點在于,他們90%以上的訂單都是制作手板。
“這其實與3D打印的應用思想相悖,但受制于國內目前的工業現實,也是無奈之舉。”陳烜說,在國外,3D打印更多的是用于尖端工業設計和醫療領域。他列舉了通用汽車公司的例子,工程師通過3D打印技術對汽車的地板控制臺進行了重新設計,從而使汽車重量大幅降低,而這樣的設計正是傳統制造工藝所無法實現的。
除了通用,波音公司也已經利用三維打印技術制造了大約300種不同的飛機零部件,包括將冷空氣導入電子設備的導管。這些導管形狀比較復雜,以前需要用不同的零件來進行組裝,這樣會提高勞動成本。如今通過三維打印技術,這些傳統制造工藝中的難題都不復存在。
然而,這些來自國外的前沿技術思想,則與中國的工業現實產生了矛盾。一方面,得益于中國的世界制造業中心地位,許多廉價的快速成型技術在中國被改良優化,并形成了充分競爭的行業。再小批量的生產,都會有合適的代工廠愿意承接。另一方面,雖然在尖端航空航天領域,中國也能使用自主研發的3D打印機制造零配件,但能夠量產應用在商業中的,還都是進口產品。連設備帶打印耗材都進口的結果,就是在國內的商用3D打印成本居高不下。#p#分頁標題#e#
“受制于國內的工業設計水平,很多結構簡單的產品都不適合用3D打印制造。”陳烜說,對于這項技術而言,真正能讓3D打印技術“用在刀刃上”的是內部結構復雜,原材料成本昂貴的產品,例如鎖具、鈦合金制品等。
基于同樣的原因,帶來的另一個問題是,工業機構只有不到10%的手板會交給3D打印制作。
手板加工商深圳創輝工業模型有限公司總經理伍尚飛7月12日接受記者采訪時說,“3D打印手板的問題有兩個方面,一是價格貴,另一個是材料不夠結實。”伍尚飛說,以在深圳做得最多的手機保護殼為例,3D打印出來的手機保護殼優點在于比例精準,耗時不過半天,缺點則是扣位易斷。而傳統工藝來做的話,最快也要兩天,而且精確程度仰賴于手工制作師傅的技術水準,但傳統工藝的優勢就在于可以不限材料。
“綜合來看,我們外包給3D打印服務商制作的都是體積小,結構復雜的手板,而體積大,結構簡單的手板仍然是傳統制作工藝占優。目前來看,還是后者居多。”伍尚飛如是說。
在中國離推廣還有多遠?
顯然,正如一篇評論文章的觀點所言,“在中國,3D打印只是一種可供選擇的設計制造工藝,它能夠提供一些便利,但與中國良好的工業生態基礎相比,優勢也不明顯。”
那么,3D打印在中國距離商業化推廣應用到底有多遠?
一位國內科技撰稿人也指出,目前制造業的中心正在從中國轉移到更加廉價的東南亞,中國遲早也要面對人力資源昂貴和技術工人短缺的問題。隨著越來越多的成熟技工離開生產一線,“去工藝化”的換代在中國也終將發生——但比美國可能要晚整整一代人。因此,就現階段而言,3D打印技術無疑是中國為制造業轉型所做的未雨綢繆的準備,并不會因此顛覆任何行業。
而陳錚錚則表示,3D技術的成長本身也是一個漫長的過程,需要其他各項條件的成熟,包括3D設計軟件的普及,新材料技術的進步以及3D打印產品服務的挖掘與銷售渠道的建立。
MakerBot——美國最有名的桌面3D打印機開發商之一,它的聯合創始人Zach·Smith在退出這家公司后目前旅居深圳。Zach在接受記者采訪時表示,很難斷言3D打印在中國距離商業化有多遠,但可供參考的是計算機的發展軌跡。目前的3D打印機就如同上世紀80年代的計算機,桌面級產品剛剛誕生,而且同樣的簡陋、笨重、難以操作。
對于未來3D打印的前景,美國ABC成像公司3D模型和快速成型業務負責人約翰在《3D打印》一書中描繪道,“我認為未來3D打印機可能不會出現在每個家庭或辦公室,我看到的是另一種未來,人們并不是提交給倉庫訂單以獲得零部件,而是下載3D設計文件并在他們附近的打印商店進行打印。”
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