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3D打印:脆弱并强悍着
2013-03-20 08:51:07  作者: 编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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《连线》杂志的主编,不对,应该是前主编,辞职杀进3D打印领域开公司去了。在此之前,《经济学人》、《福布斯》、《纽约时报》等大腕皆在头版鼓吹3D打印对第三次工业革命的意义。

公众对于一项技术的憧憬与膜拜往往由媒体燃起,于是,27年前其实就已经诞生的3D打印技术,终在2012年高调回归公众视野,国内外相关的概念股趁势大涨。

唱衰随之而来。今年2月,著名做空机构香橼将矛头直指3D打印,指出目前3D打印产业概念大于实质,有关公司的股价随即在看涨一年后迎来大跌。

这场由媒体点燃的狂欢,并没有因为资本的市侩而终结——随后美国政府的表态无疑将3D打印拥趸的热情推向高潮。奥巴马最近在国情咨文中表示,美国政府计划未来4年在1000所美国学校配备3D打印机和激光切割机等数字制造工具,以培养新一代的系统设计师和生产创新者。中国紧随其后,工信部公开支持发展“增材制造技术”,并表示正在制定3D打印产业的战略规划,最快在今年两会后公布。

媒体鼓吹,资本暧昧,政府热捧。那3D打印产业本身呢?这项技术会让世人惊叹过后流于概念,抑或切实推动第三次工业革命?

3D打印:脆弱并强悍着

再猛的技术也有软肋

深圳《新产经》杂志记者刘筱攸来到深圳维示泰克公司的时候,几台3D打印机正同时运转,喷嘴不断向外“吐丝”,而后被叠加于塑料板上冷却成型。耗时不到一小时,一个玩偶即可成型。所需模型成本十多块钱,与传统玩具工厂的开模费用上千元相比,价格优势一下子就出来了。

深圳维示泰克公司生产的3D打印机这就是3D打印技术。3D打印也叫增材制造技术或激光快速成型(LRP),原理是将计算机设计出的三维模型分解成若干层平面切片,然后把打印材料按切片图形逐层叠加,最终堆积成完整的物体。太深奥?那么选个生动的表达方式:成龙的封山之作《十二生肖》你看过吧?成龙在里面就是通过3D打印机将十二生肖赝品制造出来的。

说白了,概括起来就四个字:快速成型

3D打印:脆弱并强悍着
深圳维示泰克公司生产的3D打印机

如此,3D打印在实体制造中的优势就显而易见了:省去了冗长而昂贵的模具制造过程。这并不只是理论上的可行——在维示泰克公司董事长陈文娟看来,以前生产一个模型,工程师往往需要先用计算机模拟,辅以人工用钢铁、石膏、粘土、木头等材质制造模具,产品在大规模生产之前,还要进行多次打样和修改,而3D打印机能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,极大地缩短产品的研制周期,大幅减少成本投入,还能较精准地塑造复杂精细的造型。

更令人动心的是,这项技术可供个人在家自行操作:只需安装好打印机,在制图软件上设定打印的形状及颜色,确定物料(塑料或树脂),按下“打印”即可。过程如此简易,误差却可轻易控制到0.1毫米之内。也就是说,无需生产线,你的任何想法都能变成现实。

在短短一个小时的采访期间,光上门咨询设备费用和打印服务费用的人就来了两拨:一个钟表行业,一个礼品行业。

有了3D打印机器,个人就相当于一整条生产线,一整个车间。3D打印对于工业设计与模具制造在传统制造链条中的冲击,不言而喻。从这个角度出发,3D打印的确很猛。可即便如此,在广泛的民用级市场,3D打印技术仍然属于小众玩物。

陈文娟对此深有感触。她的公司在深圳乃至全国消费级(也叫民用级)领域,都算不错,3D打印机定价近九千,客户大多是国外的小企业、工作室及学校。“机器本身销量还是不大,并不足以维持整个公司的研发及运营。所以我们还提供3D打印的相关服务,不需要购置机器,只需要支付材料及人工费用,我们就可以帮你打印你想要的物件。”陈文娟介绍,设备的销售与3D打印的相关服务是当前3D打印商业化的两个主要方向。若只依靠设备的销售,鲜少有公司能够赚钱。

事实也的确有点尴尬:去年3D打印全行业销量只有4.2万台,这其中的两万台还是由3D打印机生产巨头美国Stratasys一家售出的。市场培育严重滞后是3D打印商业化的最大窘境。

这的确是目前3D打印产业最大的软肋。

你可能会拿国内3D打印上市公司的风光来反驳这一说法,比如今年一月就经历5个涨停、累积涨幅高达57.79%的中航重机。

来看看中航重机。其实一看中航重机的财报你就一目了然:3D打印根本还不在其主营业务范畴之内。半年前《21世纪经济报道》就曾经报道过:中航激光公司是由中航重机和其旗下中航沈阳高新科技有限公司在2011年底合力组建而成,当时仍处于生产准备阶段,截止2012年上半年,未形成生产能力和实现销售收入。

而目前中航重机的业务格局是这样的:以锻铸件为中心、液压件和新能源为补充。它的航空锻铸件在国内飞机和发动机的占比约为80%,液压件收入占公司收入的13%。中航重机2012年三季度实现净利润2.25亿元,同期增长76.25%,不过这主要得益于3亿的巨额投资收益。中航重机不久前表示,其激光快速制造(也就是3D打印业务)将从2013年才开始贡献业绩。

所以,3D打印在市场上的全面开花,路还长着呢。

有软肋也不是泡沫

最近不断有媒体报道指出:多只3D打印概念股票很容易受到消息面的影响,这凸显了3D打印产业的脆弱。可股票不是涨,就是跌。如果拿资本市场的涨跌来判断一个产业,那么任何产业都是泡沫。那部经典的电影《华尔街,金钱永不眠》,不就告诉了我们一个真理——资本本来就是市侩的么?

上文的确大篇幅列举了3D打印技术在商业化上的软肋,但这并不妨碍我们依旧为这个产业感到兴奋。

根据美国消费者电子协会发布的年度报告,2012年,全球3D打印市场(包括相关材料)规模为21亿美元,这一数字比2011年增长4亿美元,涨幅达25.53%。目前,由3D打印机直接打印的产品其成品率已达20%,主要应用于产品设计、快速模具制造等领域,其中电子消费品、机动车、牙科领域占据大头。更重要的是,随着汽车、航空航天、医疗保健等市场需求的持续增长,3D打印的市场规模保守估计到2017年可达50亿美元。

冯涛,北京隆源自动成型系统有限公司总经理就曾经表示,他对市场的增长速度颇为欣慰。他于1994年进入3D打印行业,见证了行业的徘徊与成长。他表示,从2000年纳斯达克股灾开始到2005年左右,这个行业的全球市场规模一直停留在6亿美元左右,市场的迅速增长也不过是近5年的事情,50亿美元的规模放在10年前他想都不敢想。

且不论3D打印产业的体量相比起庞大的制造业有多渺小,但一个产业在真正开始发展的5年间每年能保持25%以上的增幅,那么这个产业,就不是泡沫。

那如何解决3D打印产业商业化的困境?“材料”——亚洲制造业协会首席执行官罗军在接受采访时一语点破。

在罗军看来,现在3D打印在消费级领域打不开,关键并不是设备价格的过高,而是材料的滞后。“你想啊,任何人对3D技术本身肯定都是很感兴趣的,可要是买回家只能打树脂,打不了塑料、金属、玻璃、布料、矿石,我很多脑袋里面的东西成型了也没有用。要是能打,其实一台机器现在4、5千就能买到,很多人肯定会买的。”

据了解,国内生产3D打印材料的企业过少,很多金属材料更是依赖进口,尤其是钛合金等贵金属材料,这很大程度上限制了3D打印产业规模的扩大。

但罗军特别提出了一点:中国从事3D打印技术研究的科研单位,绝大多数都挂靠在各个大学的材料学院下面;而现在涉足3D打印技术的公司,大多数又都是与科研单位紧密合作的。比如上文提到的中航激光就是由中航重机和其控股子公司中航沈阳高科技有限公司,还有北京航空航天大学材料科学与工程学院王华明教授团队共同成立的;而国内3D打印设备研发领域的翘楚北京太尔时代科技有限公司,其创始人则师从清华大学第一任材料成形制造自动化研究所所长颜永年教授,并从该研究所培育了公司的骨干力量。

个人认为,国内企业本身技术水平有限,加之中国3D打印的行业规模不过2~3亿元人民币,过小的市场规模导致企业缺乏追加材料研发投入的动机。这种研产结合的方式,既可以为企业减轻研发负担,同时又能让实验室的成果更贴近于市场,是眼下解决材料之困的一个不错的路径,值得企业的借鉴与推广。

今年一月,王华明的团队在进行了近20年的3D打印激光技术研究以后,终于用了不到55天,在中航激光公司的车间里3D打印出了4个C919大型客机机头工程样件研制所需的钛合金主风挡窗框。

这不就是研产结合的好模板吗?再者,那些坚称材料会一直制约3D打印行业发展的人,言下之意是对新材料产业感到悲观了吗?

所以奥巴马才如此重视

我们有理由为3D打印市场的快速增长感到欣慰,但是如果赋予3D打印技术“掀起第三次工业革命”这样宏大的使命,将来失望的怕要是我们自己。一个产业是不是泡沫,不仅取决于技术、商业、市场的匹配,更加取决于我们对它理性的定位。

3D打印死忠派坚信,3D打印将从源头颠覆制造业,机器将取代模具、部件、半成品到成品等每一个关键环节。这是对传统制造业的彻底颠覆———劳动力、设备投资、工人技能、生产线管理等将变得无关紧要。

回归现实,3D打印目前的作用还主要集中于模型制作与修改,待模型确定后,依旧离不开传统制造方法。对于大多数传统制造业企业来说,3D打印的意义则更多体现在优化研发流程、降低研发成本上。

制造业的革新与升级注定是一项漫长复杂的进程,正如文章一开头说到的那个放着《连线》杂志主编位置不做的、去开3D公司的糟老头克里斯·安德森所言:“3D打印技术并不能制造一切,有些东西它造不出来,并且,它不等于第三次工业革命,它只是推动第三次工业革命发生与前进的技术之一。

无论如何,3D打印推动了制造业,至少是零部件制造业的变革是无疑的。

不知道各位注意到没有,奥巴马政府在宣布重振美国制造业的规划以后,继续在国情咨文中重点提出要大力发展3D打印。其实这是相配合的两步棋。

科技部国家制造业资讯化培训中心三维数字化技术认证培训管理办公室(3D办)主任、3D动力网总裁鲁君尚曾经对媒体说过这么一段话: “赋予3D打印‘第三次工业革命’等意义,实际上来自欧美国家的推动。经济危机后,欧美国家发展已经停滞,尤其需要制造业回归,这个时候传统生产方式已没有优势可言,随之3D打印技术顺理成章与制造业结合了起来。”

这一说法被随即证实——今年初奥巴马政府宣布将投入5亿美元用于3D打印,确保美国制造业回流。

必须警惕这一趋势。全球制造业的趋势正在从关注劳动力成本转为关注高技术、高附加值的创新,这意味着一些制造业可以远离低成本劳动力聚集地,重返更靠近消费者的地方。3D打印可以做到这点,它将使一些传统制造中心的地位下降,例如深圳。深圳最为人称道的就是手机业:深圳手机业的优势在于高效的供应链系统,其确保了产业链上下游能清晰掌握市场走势,随产品的市场销售情况调整生产策略。但在3D制造时代,这些都不重要。3D打印可随时即开即停,工厂无论设在深圳还是美国,均可获得足够的产能与响应速度,人力成本、技工水平均可忽略不计。

实际上这一情况已经发生:在欧美、日本等地,3D技术已深入IT企业推出新品的整个环节,比如苹果和佳能都在用3D打印技术完成新产品模型的制作。此外,可以想到的,鞋帽、餐具、玩具等密集劳动型产业都将被3D打印技术“革命”。

 

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