何筱哩
傳統(tǒng)制造正在向“制造+服務”的新模式加速轉變,
3D打印技術是其中的一股重要力量,“按需制造”模式極具吸引力。
時新科技的出現(xiàn)必然釋放產業(yè)發(fā)展能量?有時這樣的論斷未必準確,先鋒技術亦有受限短板進而遇冷之時,3D打印技術即有這樣的跡象,雖然因有助于創(chuàng)建全新的“數(shù)字制造生態(tài)系統(tǒng)”而被廣為看好,但其仍未真正達到人們的殷殷期望。
初級階段的技術革命?
作為典型的新銳數(shù)字化制造技術,當年3D打印技術(又稱增材制造技術)橫空出世之時,各界不吝夸贊,《時代》周刊將其列為“美國十大增長最快的工業(yè)之一”,《經濟學人》雜志認為其將“與其他數(shù)字化生產模式一起推動實現(xiàn)第三次工業(yè)革命”,“下一個金礦”之說喧囂塵上。
只是,雖然被譽為改變制造業(yè)游戲規(guī)則的顛覆性技術,但多年發(fā)展之后的3D打印并未兌現(xiàn)人們的預期目標。數(shù)據(jù)不會說謊,據(jù)多個權威機構統(tǒng)計,2018年全球3D打印市場年收入(包括3D打印系統(tǒng)、材料、軟件和服務的銷售)等剛過百億美元;當前全球制造業(yè)市場規(guī)模已達12.7萬億美元,3D打印與之相關的比例還不到0.1%;在2009年到2018年間,工業(yè)3D打印領域的投資總額僅為15.3億美元,遠不及工業(yè)物聯(lián)網、工業(yè)機器人等同屬先進制造領域的細分市場;總體來說就是3D打印市場確實呈快速增長態(tài)勢,但總體體量偏小是硬傷。另一個尷尬的細節(jié)是,一項調查表明,有90%的工程師不會考慮將3D打印用于超過100個零件的生產。
3D打印需求的分布差異性較大。在2018年全球訂購的75萬個3D打印零部件中,美國和歐洲分別占據(jù)了超過40%的份額,亞太地區(qū)僅有剩下不足10%的份額。一份報告顯示,工業(yè)級金屬和聚合物3D打印機的出貨量持續(xù)增長,“較低成本的金屬3D打印機不僅適用于工廠用途,也適用于辦公室使用,不一定與傳統(tǒng)的金屬3D打印機競爭,傳統(tǒng)的金屬3D打印機一般使用激光熔化粉末來打印金屬件,比如GE Additive,EOS,SLM Solutions,3D Systems的設備等?!?/p>
只是,對大多數(shù)傳統(tǒng)制造商來說,采用3D打印確實可以省去高昂的沖模成本,大量節(jié)省原材料的使用,但一臺工業(yè)3D打印機價格可能是傳統(tǒng)銑床價格的十余倍,采用的塑料或金屬粉末的成本價格最高可為傳統(tǒng)材料的60倍。
并且,業(yè)界對3D打印技術的新鮮感甫一過去,一個疑慮便揮之不去,“3D打印產品的質量是否可靠?”然而答案并不確定,按其釋義,“以數(shù)字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術”,一個不爭的事實是,3D打印所使用的材料與大千世界的種種天然材料以及種種復合材料(并非所有復合材料都可用于3D打?。┫啾?,相差甚遠,盡管新材料技術的發(fā)展使得3D打印成本下降,但并未完全將材料質地差異抹平。也可以說,新材料的快速發(fā)展是促進3D打印產業(yè)快速發(fā)展的重要推動力,比如一家工業(yè)3D打印中的著名企業(yè)就擁有業(yè)內最多的130種3D打印材料,但這仍不足以讓各界停下繼續(xù)研發(fā)以求最佳效果的腳步。
工業(yè)3D打印是為主流
阿迪達斯推出3D打印運動鞋,香奈兒推出3D打印化妝刷,牙科方面有3D打印矯正器,3D打印智能手機也已面市,3D照相館里打印出迷你“自己”……全民設計、量身定制的風潮經久不息,似乎借力3D打印,每個人都能將個人的設計理念轉化成獨一無二的實體產品,甚至有說法認為未來3D打印技術將按照個人需求實現(xiàn)真正的“私人訂制”。可見,3D打印旨在顛覆人們創(chuàng)造產品的能力而非顛覆某一個行業(yè)。從這個角度而言,消費還是工業(yè),哪一方才是3D打印的未來之詰問就不難回答。
有專家于世界3D打印技術產業(yè)大會上宣稱,“打印未來離我們不遠矣”,然而這一幕的實現(xiàn)實則還有些距離。雖然著名的古根海姆實驗室早年間就指出,“3D打印機近年的急速崛起,將個人層面的創(chuàng)意大眾化,這轉折點正激進地改變我們理解及建構世界的方式?!钡鄷r候,3D打印在工業(yè)領域才更有用武之地。依然以數(shù)據(jù)佐證,2018年全球在線3D打印行業(yè)需求中,工業(yè)領域和電氣領域攜手占據(jù)超過5成的份額,而消費品行業(yè)比例不到15%。有人不無調侃地表示,3D打印盡管在日常消費領域打出酷炫牌,真正的大規(guī)模應用還是得在電氣、汽車、航空航天、醫(yī)療等領域發(fā)揮價值。
慣常來說,3D打印被分為個人級與工業(yè)級,前者直觀印刻3D打印技術的工藝原理,后者多為快速原型制造和直接產品制造兩種模式。國內某3D打印企業(yè)負責人認為,“制約3D打印技術商業(yè)化的因素之一是材料。新材料的發(fā)展,對3D打印機設備公司尤為關鍵。”更直接一點就是,是否有3D打印材料供應商,且該供應商實力如何決定了3D打印產業(yè)的發(fā)展水平高低。
在航空航天領域,采用3D打印技術可使飛機零部件的設計及修改變得更加方便,對飛機零部件的制造精度和強度也更有把控效果。汽車制造領域,采用3D打印不止于對汽車零部件設計和制造有益,汽車掛件和內飾等同樣可以借力,更顯前衛(wèi)和時尚感。歷數(shù)知名3D打印企業(yè)的客戶名單,波音、福特、寶馬、卡特彼勒等巨頭悉數(shù)在列。
歐洲產業(yè)界之所以把3D打印視為本地區(qū)未來工業(yè)的關鍵,因為其能“縮短供應鏈,減少開發(fā)、設計和測試新產品的時間和成本”,并且還可“通過減少材料浪費和促進按需(甚至是本地化)生產,為更可持續(xù)的工業(yè)實踐創(chuàng)造機會”。眼下,不少國家已將3D打印視為產業(yè)布局重點,給予政策、資金等方面的大力支持,使這一前沿技術研發(fā)提速,熱點應用不斷出現(xiàn)。我國3D打印產業(yè)已形成以環(huán)渤海、長三角、珠三角為核心,以中西部部分地區(qū)為紐帶的產業(yè)空間發(fā)展格局,部分企業(yè)在前沿技術研發(fā)和新款產品制造方面取得不俗成績。不過,在工業(yè)3D打印機領域,中國企業(yè)并未躋身第一集團。