《经济学人》杂志两年前的一篇报道把3D打印推上神坛,这一新兴领域的热度持续至今。3D打印“数字化制造”的全新模式似乎预示着传统大规模、集中化的制造有了替代方案—个性化、按需生产的“分布式制造”。
盛名之下,其实难副
数据显示,2012年全球3D打印机的销量仅为4.2万台,而这其中2万台是由Stratasys一家卖出去的;2013年全球销量也刚迈过10万台的门槛。
但据易观国际的报告,2013年包括3D打印设备、配件和服务在内的市场仅为25亿美元,还不足一家大型企业的年产值。
因此,在喧嚣背后,“3D打印”这一新技术究竟成色几何?一项调查结果显示,近90%的受访者都对3D打印有所了解,但很大一部分只是停留在“听说过”的阶段,但也有31%的受访者表示企业“迫切需要”运用3D打印技术;谈到3D打印是否能引领“第三次工业革命”时,48%的受访者表示认可。
这一调研结果与国内桌面级3D打印机研发销售的领先企业维示泰克科技有限公司的董事长陈文娟感受相一致,“国内客户80%以上是设计师和工程师,3D打印机是他们做设计开发的好帮手。其他20%是个人爱好者,或者一些教育部门等。整体而言,大家还没有自己去3D打印一个杯子或其他小东西的习惯。”陈文娟介绍到,“但很多人过来看到3D打印机能做什么之后,马上就掏现金买走了。”
3D打印能做什么
3D打印又称“积层制造”,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层堆叠累积的方式来构造物体。这一独特的生产方式决定了3D打印非常适合运用于产品研发阶段的模具制造、模型制作等。因此,在消费电子、建筑设计、汽车、动漫等等一系列需要进行产品原型开发的行业,都可能用到3D打印。
“我们以前的模型都是石膏雕塑,修改起来非常麻烦,有时候相当于整个都要重新制作。而且雕塑无法保持每次的成型样品一致。”从事原创动漫及其衍生品设计的哈尔滨七剑数字动漫有限公司制片主任牛亮介绍说,“而用3D打印可以通过软件去修改,好的设计可以100%保留。”
不仅在创意设计行业3D打印大有用武之地,传统制造行业的前端研发阶段同样可以嵌入3D打印,实现流程优化。“以前我们都是去找数控CNC加工做小样版,加工周期比较长,修改麻烦,成本也较高。现在用3D打印一天就可以成型,交到客户手上进行验证。”主营陶瓷卫浴产品的佛山羽洁卫浴技术开发部负责人陈工介绍说。
除了在工业生产上有诸多用途,在个人和家庭使用方面,3D打印也天然地具有优势。因为3D打印最大特点就是“自由塑形,随心制造”。
“例如水杯、手机壳这些东西都可以在家制造。消费者以后在网上买的商品很可能就不再是实体了,而是一个个的三维模型数据包,再通过自己的打印机打印出来。”主营桌面级3D打印机研发和销售的杭州铭展科技有限公司总经理金涛描述未来的家用3D打印市场时说道。
优势也是短板
但3D打印的技术特点,既是优势,也是短板。首先,“积层制造”的成型模式打印一个三维实物,少则数小时,多则几天,相较于规模化生产阶段的生产时间,毫无效率,因此很难大规模制造。
其次,可打印材质制约了3D打印的使用和普及。用塑料材质打印,虽然廉价,但在精度、强度、外表光滑度等方面都难以达到工业标准,因此往往只能用作模型。用金属、陶瓷等材料虽然可以部分解决这一问题,但价格高昂。而除了有限的一些材质外,其他大部分材质仍然无法运用在3D打印领域,“3D打印推广最难的地方还是在材质。因为理论上来说,任何材料只要能够黏合堆积,都可以用3D打印打印出来。”陈文娟指出,“目前的问题就是能够用于3D打印的材质还非常有限。”
另外,价格也让3D打印的普及有限。桌面级3D打印机虽然已经降到数千至数万元的价格区间,但要进入寻常百姓家仍有待时日。工业级3D打印机动辄几十万、上百万元的价格,只有少数大中型企业才能用得起。
消费市场大规模推广可期
3D打印产业仍然处在初级阶段,作为一种新兴技术,3D打印在医疗、航空航天等高新行业的广阔前景已毋庸置疑。
而在个人和家庭应用方面,由于技术和原材料要求较低,以及更多厂商不断推出价格平民化的桌面级3D打印机,现阶段的3D打印已经具备了大规模推广的条件。陈文娟表示,虽然公司目前的主要客户仍然是企业,但3D打印的发展趋势是家用消费级的应用,他们未来会更着眼于消费类3D打印市场的推广。
要实现3D打印家用化的构想,重要一环就是要形成3D打印的“应用市场”。就如智能手机操作系统的普及应用需App的丰富和普及,家用3D打印同样需要一个通用平台来提供更多的3D打印模型,以降低消费者使用门槛。
沿着这一思路,Stratasys在2013年中收购了主打桌面级应用的3D打印公司Makerbot。这一业界的重量级收购不仅让Stratasys补足了在桌面级3D打印机市场的短板,同样重要的是它获得了Makerbot维护的Thingiverse.com网站。这一网站是全球最大的3D素材社区,用户在此分享的大部分素材都是自己所设计实际物品的3D模型,可以直接加载到3D打印机中进行打印。因此它不但可以解决3D打印用户的模型来源问题,还有可能形成产业链。
而在市场推广方面,3D打印仍然有很长一段路要走,“3D打印仍然处在市场‘教育’阶段。我们往往不是告诉消费者你应该买我们的产品,而是告诉他们‘3D打印很有用,你应该试一试’。”Stratasys 的亚太和日本地区总经理Jonathan Jaglom说道。
回到文章一开始的疑问,我们可以肯定地说,在可预见的未来3D打印还无法取代传统制造模式,而将3D打印誉为“引领第三次工业革命”,则有言过其实之嫌。更中肯地说,3D打印只是新一轮产业变革的推动因素之一,它与互联网、大数据、智能机器人等新技术一同勾勒了“数字化未来”的前景。