“午安!”一走進店里,店員笑吟吟地送上問候,周一中午的上班時刻,店里泰半座位都被坐滿了。這家位于日本東京澀谷的FabCafe咖啡廳,空氣中飄著咖啡香,一切看起來就跟一般咖啡廳沒兩樣。然而,這家咖啡廳在過去兩個月里,受到許多科技博客的關注,甚至連美國頗具盛名的科技網(wǎng)站“The Verge”都特地撰文介紹。究竟FabCafe特別在哪里?
讓更多人一起玩科技
“一年前,這里其實是我們的會議室。”日本設計公司Loftwork創(chuàng)意項目協(xié)調師鈴木真理子說,作為一家具有實驗特性的設計公司,他們時常舉行大大小小的“工作坊”,邀請朋友來體驗?!澳菚r同事說,為什么我們不把這里改成咖啡廳,讓更多人可以跟我們一起玩?”就是這個靈光一閃,讓Loftwork的老板們決定要開一家具有實驗性質的咖啡廳。一開始,店里只提供鐳射切割服務,不論是墻上擺的木頭雕刻,或是高掛的有著精致雕花的牛仔褲,只要消費者提前預約,就能在FabCafe玩鐳射切割服務。
去年11月,他們有了更多新點子,LoftWork找來3D打印機經(jīng)銷商iGUAZU與3D打印顧問公司K’s Design Lab合作,希望透過體驗的方式,讓3D打印機走入消費大眾。
為了讓更多人認識3D打印的魅力,他們在今年情人節(jié)這天, 針對女性消費者提供3D打印服務,只要掃描臉部,就能打造專屬的人像巧克力。
有別于二次工業(yè)革命大量制造的主流,他們認為,未來的工業(yè)革命將更重視每個人的差異,科技也將不再遙不可及,而是在每個人的生活里。
不只是日本,3D打印技術在全球各地的應用更是五花八門,幾乎所有的物品都可以透過它來制造。有人用3D打印技術設計立體時裝;運用3D打印技術建造的建筑物即將在荷蘭出現(xiàn),預計明年完工;Urbee汽車是世界第一款3D打印汽車,其中除了最重要的引擎與底盤之外,大部分零件都是3D打印而來;也有人從網(wǎng)絡下載槍支構造圖,就此“印”出槍支;還有人“印”出會飛的遙控飛機,甚至造出全世界第一片可食用的“人造肉”!
其實這項技術已存在近30年,直到最近幾年才重獲注意?!督?jīng)濟學人》雜志認為,繼19世紀瓦特發(fā)明蒸汽機,以及20世紀流水線生產(chǎn)之后,3D打印將會掀起“第三次工業(yè)革命”。
諸多管理學與經(jīng)濟學的理論
將被顛覆
波士頓咨詢集團(BCG)高級合伙人太田直樹預測:“蘋果公司遲早會采用3D打印方式,來制造符合顧客喜好的手機等產(chǎn)品。也許終于有一天,iPhone手機可以從蘋果手機連鎖店,或是干脆從消費者家里的打印機直接‘印’出來?!币簿褪钦f,未來的產(chǎn)品生產(chǎn),將會像用打印機一樣方便。
不僅如此,未來的工廠變得完全不一樣,同一個工廠的3D打印機可以既生產(chǎn)茶杯,又能制造汽車零組件,以及量身訂制的醫(yī)療產(chǎn)品,這將顛覆管理學與經(jīng)濟學的諸多理論。
3D打印所帶動的技術革新是典型的“破壞式創(chuàng)新”,盡管3D打印主要適用于小量生產(chǎn),但是其打印的產(chǎn)品,可以遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)制造業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品,更輕便、堅固、客制化,可直接組裝成形且成本更低。
3D打印研究機構Wohlers Associates指出,3D打印市場快速成長,尤其自己動手做(DIY)市場蓬勃發(fā)展。該機構初估,2012年銷售達16億美元,2013年應可突破20億美元,預估到了2019年整體市場將達65億美元。換言之,3D打印全球產(chǎn)值將在7年內成長3倍。
一旦3D打印被廣為接受,那么對世界的意義會是什么?
趨勢一:制造業(yè)回流先進國家
英國拉夫堡大學3D打印專家理查德·海格(Richard Hague)表示,3D打印對經(jīng)濟有深遠的影響,企業(yè)再也用不著把各種商品堆積在倉庫中,再將其配送出去,因為,產(chǎn)品可以按照用戶需求在當?shù)卮蛴〕鰜?。這種類型的3D打印模式,不但大規(guī)模減少倉儲需求,也削減運輸成本,還可以幫助美國將制造業(yè)從海外遷回,“海外制造已經(jīng)沒有任何優(yōu)勢,只會導致運費增加?!?/p>
趨勢二:機器即工廠
人人都是創(chuàng)業(yè)家
3D打印技術讓產(chǎn)品設計到制造之間只有一個“打印”按鈕的間隔,第三次工業(yè)革命將會由大規(guī)模制造轉向個人化生產(chǎn),打破跨國代工產(chǎn)業(yè)鏈。
3D打印設備龍頭廠3D Systems,在今年發(fā)布消費型3D打印機Cube,可以制造如小玩具、棋子等簡單的產(chǎn)品。這將掀起客制化的工業(yè)革命,未來五金行也可能會放一臺3D打印機,提供各式各樣的零件,以滿足不同客戶需求。
趨勢三:產(chǎn)品創(chuàng)新速度加快
隨著3D打印機價格迅速下降、設計軟件越來越強大,以及更多的打印材料推陳出新,意味著設計人員能更方便地使用3D打印機,使他們在設計過程中,就能隨時打印出原型產(chǎn)品進行修改,有助于加速創(chuàng)新。
例如,當2010年蘋果首次推出iPad后,4天之內,就有人利用3D打印代工服務商Shapeways所提供的代印服務,在4天內生產(chǎn)出保護套,整整比其他競爭對手快了一個月。
趨勢四:少量多樣 個性化商品更為風行
以往,若要請工廠幫你制作客制化商品,若沒有一定的數(shù)量,開模、打樣的成本肯定不劃算;但有了3D打印,就變得易如反掌。未來專業(yè)代印服務勢必逐漸普遍,可以隨時應你的需求打印商品,甚至只要到便利商店就可以實現(xiàn)你的需求。
麥肯錫的研究報告指出,這股自造者(自己制造產(chǎn)品)產(chǎn)業(yè)化的趨勢,將改變制造業(yè)的未來:未來15年內,將有超過18億消費人口,加入這股新制造產(chǎn)業(yè)價值鏈中。
趨勢五:門坎降低 創(chuàng)意設計才是王道
3D打印代工服務商Shapeways執(zhí)行長彼得·威蕭森(Peter Weijmarshausen)認為,3D打印一層一層把材料堆棧起來的制造方式,讓一些無法開模制造的特殊產(chǎn)品,也有機會被制造出來。因此,3D打印普及后,制造業(yè)門坎降低,產(chǎn)業(yè)價值鏈將加快由制造端位移至設計端。
趨勢六:3D醫(yī)療為健康帶來新革命
如今在醫(yī)學界,客制化的助聽器、齒模已經(jīng)逐漸為醫(yī)界使用;甚至以鈦粉打印,經(jīng)由特殊設計,更容易與人體緊密結合的人工骨骼、關節(jié),已有很多手術成功案例。
此外,位于英國愛丁堡的赫瑞瓦特大學,研究人員透過3D打印技術,成功制造全世界第一個肝臟組織。美國的Organovo公司,則制造出全世界第一臺商業(yè)化3D生物打印機,以自體干細胞生成原料后一層一層堆棧成血管壁,已成功長出靜脈血管。未來若有一天,腎臟、心臟等大型臟器能被制造出來,且實驗證明不會有后遺癥,器官移植將變得很容易,人類的壽命可能大大延長。
但是3D打印所帶來的負面效應也不容小覷,例如:槍支管制。其中,最大的挑戰(zhàn)將會是——如何保護智慧財產(chǎn)權。一旦所有實體物品都能轉化成3D數(shù)字圖文件,它們就會變得容易復制與傳播,盜版的風險相當大。而如果盜版成風,就沒有人愿意花重金投入研發(fā)設計。
盡管如此,破壞式創(chuàng)新的歷史已經(jīng)證明,3D打印不會停止腳步。隨著時間推移,所有的困難點與阻礙都會被克服?;蛟S哪一天,我們就可以住在自己打印的房子里,吃著自己打印的糖果,穿著自己打印的衣服,開著自己打印的汽車……(編輯/袁紅)
小辭典 3D打印是什么?
3D打?。ㄓ⒄Z:3D printing),即快速成形技術的一種,它是以一種數(shù)字模型檔案為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,透過逐層打印的方式來構造物體的技術。
3D打印的設計過程是:先透過電腦輔助設計(CAD)或電腦動畫建模軟件建模,再將建成的3D模型“分割”成逐層的截面,從而指導打印機逐層打印。打印機透過讀取檔案中的橫截面訊息,用液體狀、粉狀或片狀的材料將這些截面逐層地打印出來,再將各層截面以各種方式粘合起來從而制造出一個實體。
無所不“印”全面入侵你的生活
1休閑
印出來的跑鞋
2012年倫敦奧運后,一名倫敦皇家藝術學院學生Luc Fusaro宣稱,以3D打印技術量身訂做的單片跑鞋,重量僅96克,讓運動員在百米賽跑中增速0.3秒。
2服裝
印出來的立體時裝
荷蘭女服裝設計師Iris van Herpen運用3D打印技術,打造立體感的時裝設計,無論是用透明材質做出水花飛濺效果的禮服,還是猶如人體骨骼般細膩復雜結構的立體服飾,令人嘖嘖稱奇。
3軍事
印出來的一把槍
美國Wiki Weapon團隊,從網(wǎng)絡上下載了槍支的構造圖,并使用3D打印機打印出了AR-15的下機匣。經(jīng)過多次改良,目前該團隊已研制出可連續(xù)發(fā)射600發(fā)子彈的下機匣。
4醫(yī)療
印出來的人工骨骼
2011年6月,一位83歲的女性骨髓炎患者在荷蘭接受手術,成為3D打印顎骨的第一位受惠者。這個下顎骨采用高精密鐳射層層融合鈦粉制成,沒有使用膠水或黏合劑,在金屬中植入晶格狀的天然骨骼內部結構,易與病人自身的骨骼接合。
印出囚籠,關住細胞
荷蘭達爾特大學(University of Twente)納米研究院采用被稱為“邊角平面印刷”(Corner Lithography)的納米級3D打印技術,印出可以裝下一個軟骨細胞的“金字塔囚籠”,未來可望應用在癌癥治療,用此概念鎖住癌細胞。
5 交通
印出來的飛機
航空龍頭波音公司研究利用3D打印技術,將機翼逐層印出,然后接合成形,包括787夢想飛機所用的32種組件。波音宣稱,3D打印可以降低30%的零組件重量,進而節(jié)省燃油成本。
印出來的跑車
比利時的Formula Group T團隊以一種名為“巨獸級3D打印”的技術打造塑料材質外殼,創(chuàng)造一輛叫作Areion的單座跑車,最高時速可達140公里。
6住宅
印出來的建筑物
荷蘭建筑師Janjaap Ruijssenaars使用一種名為D-Shape的巨型3D打印機,打印6米乘以9米的零件,再用這些零件拼接成建筑物,并命名為“景觀房(Landscape House)”,實體建筑將于2014年竣工。
7食物
印出來的人造肉
美國Modern Meadow公司使用生物3D打印技術,以活細胞構成的“生物墨水”為原料,成功生出長2厘米、寬1厘米、厚度小于0.5厘米的可食用人造肉品。
第三次工業(yè)革命
正在啟動中
第一次工業(yè)革命
時間:1730年~1870年
特點:發(fā)明蒸汽機
機器取代傳統(tǒng)手工業(yè)
第二次工業(yè)革命
時間:1870年~1914年
特點:流水線生產(chǎn)
發(fā)明電報與無線通訊系統(tǒng) 等新科技;福特汽車導入 流水線,提升生產(chǎn)效率
第三次工業(yè)革命
時間:1980年~
特點:3D打印技術興起
革命性技術,可做出傳統(tǒng)
工藝做不出來的商品
生產(chǎn)流程大進化
1 鍛造
利用壓力改變金屬形狀,使它符合后續(xù)制程的要求。
2 磨床
利用磨具研磨,以獲得所需的形狀、尺寸,或使表面精密化。
3 鉆孔
用鉆針鉆出后續(xù)制程所需的定位孔、零件孔等。
4 組裝
整個制程經(jīng)過上述步驟,最后經(jīng)由生產(chǎn)線組裝。
1 3D繪圖
將想要制造的物品利用3D CAD繪圖軟件或掃描輸入電腦,形成3D數(shù)字檔案。
2 數(shù)字切片
電腦軟件會再將上述3D數(shù)字檔案中的物體,進行2D“數(shù)字切片”,物體會被“切”成一層一層的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。
3 傳送到
打印機
將數(shù)據(jù)傳送到3D打印機內。
4 輸出產(chǎn)品
就像2D打印機打印平面檔案一樣,此時3D打印機噴嘴會依據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)噴出材料,一層一層地堆棧出立體物品。