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3D打印技术再一次将传统制造业逼到死角?

来源: 发布日期:2013-06-24 156

据《沃勒斯报告2012》显示,截至2011年,全球累计销售4.9万台工业级3D打印机,其中近四分之三由美国制造,以色列和欧洲各国的份额分别为9.3%和10.2%,中国生产的设备仅占3.6%,与日本相当。2012年,世界3D打印行业的产值约100亿元人民币,国内大概是3亿多元人民币;预计2015年,3D打印行业销售额将增加至37亿美元;到2019年,该行业的收入将达69亿美元,其中成品产值预计将占80%。

3D打印技术现已广泛应用于航空航天、军工与武器、汽车与赛车、电子、生物医学、牙科、首饰、游戏、消费品和日用品、食品、建筑、教育等众多领域。可以预见,该技术将更趋向于日常消费品制造、功能零件制造及组织与结构一体化制造的方向。

3D打印将对传统制造业产生颠覆性变革,主要表现在:

从操作工序上来说,传统的制造工艺是对原材料进行剪裁、拼接后连接而成,而3D打印是通过软件设计,一层一层堆积材料把产品做出来。3D打印通过将材料层层电解沉积的方法直接制造复杂的塑料、金属和合金元件,而不是像以前那样对材料切割、锻打、弯曲,不再需要工序麻烦地制作很多不同的元件去组装它,可以不用传统的大规模机床来制造小型的部件。

从制造模式来说,过去是生产线规模化生产,今后则可能更多的是个性化的定制生产,产品上市时间缩短,同时不再需要库存大量零部件,也不需要大量生产。3D打印适应越来越苛刻的个性化消费需求。传统的大批量制造生产几乎能够提供任何人最基本的吃穿住行玩等消费产品,但是这些产品都是标准化的,比较千篇一律,在个性化方面已经无法满足人们日益增长的需求。而手工生产的个性化东西虽然地道,品质精良,内涵丰富,但是手工制造耗时巨大。而3D打印技术既可以满足人们对个性化产品的追求欲,市面上买不到某件产品,3D打印机或许可以满足你的心愿,还可以大大提高产品的生产效率。

从生产成本来说,3D打印无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,大幅减少材料耗费,提高生产效率和降低生产成本。它还可以制造出传统生产技术无法制造的外形。3D打印极大地释放劳动力,一个技术工人可以看管数台打印机,就像纺织工人看管多台织机一样,可以节省大量的劳动力,而劳动效率却有数倍甚至数十倍的提高。

3D打印技术是依托于信息技术、精密机械以及材料科学等多学科发展起来的尖端技术,其学术名称为快速成型技术,也叫增材制造技术,诞生于上世纪80年代。

3D打印是对传统制造业的一种颠覆性变革,已成为引领未来全球制造业发展趋势的关键词。正如蒸汽机之于第一次工业革命,电力之于第二次工业革命一样,3D打印技术是第三次工业革命的标志性技术。

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控制公司合并:Stratasys以4亿美元收购MakerBot

MakerBot成立于 2009 年,主要提供的是桌面级 3D 打印服务,想把 3D 打印渗透到大众消费市场。MakerBot 称自成立以来,已经售出 2 万多台 3D 打印机。去年 MakerBot 还把体验店开到纽约,用户可在线下打出自己的 3D 头像。

而Stratasys之前在工业级 3D 打印市场上占领先地位,这次收购则弥补了 Stratasys 在大众消费级市场的短板。

另一种声音:

  被神化的3D打印技术

最近一段时间,一项从上个世纪80年代末就开始的技术“3D打印”,被广告宣传得天花乱坠,但事实上,3D打印技术的应用主要还是集中在设计领域,并非人们所想的“无所不能”。

前不久,一则全球首支3D打印手枪的CAD制作文件在网络上被下载了超过10万次的消息引起了人们的恐慌。据报道,手机的打印设备,是Stratasys公司的Dimension SST型3D打印机。人们之所以恐慌,是因为按照这个道理,只需一台3D打印机就可以把枪制造出来,安全如何保障?

但事实上,这只是理论上强大的3D打印——通过这项专业技术,任何东西无论结构多复杂,都可以通过3D打印制造出来。而在具体的操作中,远没有那么简单。首先,不仅3D打印机非常昂贵,连每次打印所需的材料也价格不菲,完全没有到“可入寻常百姓家”的地步。所以,目前购买使用3D打印设备的大多为搞研究的科研院校、或是大公司设计团队等,至于3D打印的家庭化或者个体化之路,八字还没一撇。

其次,虽然3D打印已涵盖汽车、航天航空、日常消费品、医疗、教育、建筑设计、玩具等领域,但由于打印材料的局限性,产品多停留在模型制作层面。也就是说,目前3D打印技术的优势主要是缩短设计阶段的时间,使得设计者的模型实现起来比较便利。譬如,在传统的制造业流程中,不管什么行业,设计师的图纸,需要在拆分为各个元素后,去开模,然后再组装,其弊病就是花费的周期比较长。而当设计师对模型做出调整后,相同的步骤又得重复一遍,循环往复。而有了3D打印,设计师的图纸可以快速变成实体的东西,然后开模,进行规模化大生产。 3D打印技术的意义,更在于设计环节的时间成本的节约。

当然,如果不计成本,3D打印可以适用于终端制造业,比如异形的东西。现在大规模生产方式使得所有东西都一模一样,而3D打印可以制造小批量、高价值的物品,如定制珠宝或者个性化礼物。大部分3D打印产品是可以做到个性化定制的,理论上,每个人的构想,通过3D打印技术转化为独特产品,只是个头的大小直接影响3D打印的难度——假如我们想要两倍大的东西,就要花费8倍的材料和8倍的时间,想要3倍大的东西,就要花27倍的材料和时间。

值得一提的是,3D打印领域的领导者、Stratasys公司中国区经理汪祥艮日前指出,中国的3D打印业务正以常人无法想象的速度在增长,但与国外的应用情况相比较,中国目前的3D打印技术在应用领域和深度上还有相当差距。比如说,威克弗里斯特大学的安东尼·阿塔拉博士已经用该技术打印皮肤组织,进而移植到皮肤烧伤的人身上,还成功打印并移植了人的尿道。而在中国,这样的案例还没有。这不禁让人联想到,物联网的概念一到中国,就引发极大的兴奋,一时间各地大兴土木办起了各自的物联网产业园区,但那些所谓的物联网相关企业,大多在生产诸如超市里面的扫描仪一类的产品,这并非物联网的核心,和真正意义上的感知器件和设备也有相当的差距。同样是在国外先行的3D打印技术,现在还远远不到“无所不能”的境地,建议国内的看客们理性对待。