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3D打印技术还在初始原点中国或成领头羊

来源: 作者: 2019-04-10 19:47:50

3D打印技术还在初始原点 中国或成领头羊

作者:未知 来源:21世纪经济报道

谈论3D打印早已不是极客们的专利。在中国,它引发了从业界到官方,中央到地方的热议。不过,世界头号电子元件制造商鸿海集团CEO郭台铭近日开炮,声称“把3D打印机称为‘第三次工业革命’只是噱头而已”。

对此,《3D打印:从想象到现实》一书的两位作者——康奈尔大学机器人研究专家胡迪·利普森(以下简称利普森)和曾在微软与康奈尔大学从事产品研发的梅尔芭·库曼(以下简称库曼)在接受本报专访时回应称,“第三次工业革命”的说法确有误导性,目前3D打印技术还处在初始的原点,但3D打印的确是第三次工业革命开启的突出体现。

金属打印市场广

《21世纪》:3D打印技术在上个世纪就被发明出来,但为何现在突然引起全球性的关注?

库曼:我想有两部分原因。当然是科技的进步,包括对其他科技的转化柱盆厂家
。3D打印并非是通过其本身而演化的。其中一个很重要的驱动力是计算机和3D打印模型设计软件,将软件创建的文件输入3D打印机就能打印出物品。近年来,随着计算机的价格不断降低、设计软件飞速发展,人们逐渐能造出细致入微的3D模型图,并将其打印出来。

第二股力量来自硬件成本的锐减。另外,零部件的体积也越来越小。以前,3D打印机只有大公司才买得起,现在家庭用户和小企业也有能力购买。

从社会意义而言,中美两国其实非常相似。两个国家都在寻求产业创新。经常能听到的一个说法是,3D打印将引领新一轮工业革命。因此,3D打印机的火爆不仅是由于各种先进技术的交汇,而且源自人们对经济、社会如何进步的关切。

《21世纪》:目前3D打印技术发展到哪个阶段?

利普森:需要明确的一点是,在3D打印这个名称之下有各种各样的技术。提到3D打印,通常的联想到的是用小型3D打印机打印塑料制品,因为这样的打印机在街上就能看到。但是在3D打印的名目下还有很多更为先进的技术,它们正在扮演着重要角色。

在工业生产里,有一些平常很难见到的大型3D打印机,比如3D金属打印机。如果你留意一下资金的走向,你会发现大部分的3D打印投资都是在大型工业打印机上。尽管大众3D打印机在数量上更多,但金属、陶瓷3D打印这些技术才是帮助工厂制造庞然大物的。所以从市场角度,市场的是金属打印,需求行业包括航空航天业等。

其他工业应用还包括塑料打印,比如以ABS塑料为原材料等。这些都是现在进行时。现在我们还有越来越多的服务站,它们也不是家用的打印机,而是在云端提供服务。还有未来的市场,像是服务于生物学和医学研究的生物打印。食物打印未来也会逐渐兴起。一切都在徐徐展开。

“第三次工业革命”真正到来还要等二三十年

《21世纪》:3D打印技术的热潮是否意味着第三次工业革命已经到来?

库曼:我认为这个表述实际上有点误导。回顾过去的工业革命,它们都要花上数十年的时间。比如次工业革命,英国花了年。第二次工业革命,也就是人们所说的信息通信革命,经历了50多年并仍在进行当中。如果你观察中国的工业革命,它已经进行了年,也还在过程之中。所以,当人们问是否3D打印会引发第三次工业革命吗?我认为,答案是“是”,但是要花上数十年的时间。现在我们当然还在起点上,但我想人们低估了它所需要的时间:要再过几十年,但人们却希望明年就发生,这是不可能的。

利普森:但3D打印的确是第三次工业革命开启的突出体现,因为它将减少制造业的主要成本。如果你研究历史上的其他工业革命,就会发现,它们都是由类似的极大降低成本的技术所引发的。次工业革命是能源,和以往相比,能源动力几乎被下降到零成本。第二次工业革命是由计算机,而计算的成本几乎被降到零。被3D打印降为零的成本包括从图纸到制成复杂事物的成本,比如不管物体的复杂程度,它们的打印时间、打印能力要求、投资成本都差不多。处理复杂几何图形的成本几乎为零。而人类历史上,制造复杂物品通常更多的技术、资金和时间。因此,主要的成本降到零。我们认为,3D打印具备了第三次工业革命起飞的关键要素。前导时间(lead time)的变化也是一样。和传统制造业相比,从设计图纸到制造出实物,原来需要好几个月,现在几乎降到了零。为下一轮产品升级进行设计修改的成本、创造多样性的成本也低得可以忽略。所以很多东西一下子被缩小了。但要说第三次工业革命已经到来,还要等到二三十年以后,等到新的商业模式被发现出来,新的工作形式被创造出来,新的设计工具被发明出来——要运用好3D打印技术,必须要很有创意。

现在还是初始的原点(beginning of the beginning)。可能需要30年的时间,但一切都正在发生。从比例上看,相比全美2000亿美元和全球1万亿美元左右的传统大型制造业,现在所有与3D打印相关的产业大概只有25亿美元,还不到传统制造业的1%。比重虽然小,但现在在以每年25%的速度增长。按照这个计算,可能需要10到20年才能达到相当于传统制造业10%-20%的体量。这需要时间,但一定会实现。

中国或成为3D打印领头羊

《21世纪》:3D打印是否未来将取代传统制造业?

利普森:我不这么认为。但它将分食一部分市场。今天很多被大规模生产的商品以后将被3D打印出来。在那些需要生产相对微小且复杂零部件的行业这已经成为现实,比如飞机制造业。波音公司每年大概要造100架飞机,不是100多万架。这些飞机大量复杂的零件使用3D打印而不是注射模具的方式来制造是合情合理的。但是对于牙刷制造行业都用3D打印来造就很荒唐。而那些全新的行业,比如牙套,每天都有5万个牙套被3D打印出来,在世界各地被广泛使用。每一个牙套都是度身定做,这样的大规模定制生产在3D打印出来之前是不可能的。这样一种商业模式是全新的。

《21世纪》:即使3D打印的大规模推广还有待时日,但传统制造商仍然面临巨大的威胁。像中国这样的制造大国如何应对3D打印的挑战?这是否也会成为中国的转型契机?

利普森:制造业对中国人来说是深入到日常生活里的事。在美国,人们觉得制造业是很遥远的事。而这里,人们对制造业习以为常。中国人对3D打印的兴趣真是非常大,我相信他们会很快掌握这项技术,并且找到新的商业模式。是的,3D打印将一定程度改变中国的制造业,但是中国人将找到新的商业模式;有些职业会随之消失,有些新职业将在国内被创造出来。

回应郭台铭:不用3D打印,他的不会成功

《21世纪》:世界制造大亨郭台铭曾经公开表示,他们30年前就开始用3D打印,但这项技术不能进行商业化推广。因为3D打印商品无法加上电子零件进行组装,也无法成为电子产品量产。如果可以轿运车厂家
,他的“郭”字就倒过来写。您如何看待他的这种评论?

利普森:这个评论很酷,我们会把它放到下一版的书里,就像很多年前有人问“谁需要电脑啊”。正如刚才谈到的,目前3D打印还处于初始的原点,以用同种材料打印复杂零部件为主。随着技术的发展,以后能实现同时打印多种材料、甚至打出带电路、可安装电子元件的整体性产品。3D打印的用途将越来越广。所以还是回到边界的问题。如果要3D打印实现百万量的大规模生产,近期还不可能;但如果是飞机制造业,在未来20到30年,超过一半的飞机零件都将通过3D打印制造。我说的不是零件。这两个行业是完全不同的。是以百万量生产的,而飞机则以千计。但是从资金层面,飞机制造业资金很充裕,行业也是。后者更多有无差别产品(commodity)的性质,即使上述技术瓶颈都突破了,也不值得都用3D打印。未来也许会发生变化。但3D打印目前不能广泛用来造并不意味着它是只一个花哨玩物。

库曼:有一点要明确的是,之所以能迅速投入市场,很大的原因在于它们的零部件在设计阶段都是用到3D打印技术的。你打开就会发现捕鱼代理
,里面有不计其数的细小部件。之所以用3D打印,就是为了确保每个部分都能完美耦合。你不希望你设计完以后,拿到工厂,结果发现装不到一起去。微软的Surface平板电脑也用了3D技术。如果看3D打印产品的消费额,电子消费品的比重其实是的,它占了全球3D打印产品消费额的五分之一。我想郭先生看到的更多是终端产品,也就是整个。但是在过程当中,不把3D打印用在设计和产品策划,他的是不会成功的。

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