3D打印技術風起云涌背后的三種興奮和三種思考

2012-9-3 10:25:11 | tags | views

3D打印鮮肉、打印房子、打印比基尼,甚至打印F1賽車……這些新聞令人感到新奇和興奮。人們正期望3D打印這種神奇的技術能帶來“第三次工業革命” 。不過,中國此前并非3D打印技術的主要市場。在今年以來國內使用者陸續增多的背景下,有令人興奮的應用場景,也有3D打印產業發展值得深思之處。

  3種興奮

  A 個人生活創意

  “求婚時掏出自己打印的戒指盒”

  傍晚七點多,上海長樂路的一棟臨街樓房中,一頭藝術家般卷發、打著鼻釘的法國設計師高華倫指著窗外的車水馬龍對記者說:“這個城市如此時尚和現代,中國年輕人也應該跟上3D打印這樣在歐美已很盛行的潮流。”他說,曾經看到網絡上有個朋友說,自己將在求婚時拿出親手設計、3D打印的戒指盒,比LV 的還要別致,“多浪漫啊!其實對個人來說,如今生活里這樣并不復雜的小創意都可以通過3D打印來實現。”

  這里是“新車間”,上海著名的“創客”團體,高華倫常在這里舉辦的活動中傳道3D打印,聽眾中甚至不乏一些小孩。

  為了給記者演示,他熟練地打開國外的一個3D打印開源社區網站,在里面各類玩家自行上傳的設計模型都可以直接復制到SketchUp(草圖大師)等3D建模軟件中。高華倫隨意選取了一個機器人模型,點擊一下后,軟件便開始自動將數據轉為3D打印機能識別的格式,與此同時,他使一旁一個半封閉盒子狀的3D打印機運作起來。“一個多小時后,你就可以拿到一個塑料材質的機器人了。”高華倫笑道,這臺3D打印機通過將塑料原料電擊熔化,再依電腦程式指引,一層一層地堆疊,直到產品最后定型。

  對于不懂設計和軟件運用的體驗者而言,擁有大量現成模型的社區不僅國外有,國內的“螞蟻窩”社區等也有。

  高華倫所使用的3D打印機是國產的,來自一家浙江的國內公司閃鑄科技,價格4000元左右。“新車間”創始人李大維告訴記者,如今個人玩家多使用此類設備,而且今年以來價格一直在降。

  如果你的手機殼壞了,你可以自己打一個,然后將邊角打磨得光滑一些;如果你買了一款坦克玩具模型,卻不慎掉了其中一個零件,你不必再苦于根本沒有替換,因為你可以自己打一個……“這些家庭應用都不難實現。”李大維說。

  B 小微生產單位

  “一個人就可以是一家工廠”

  喝一口香茗,在一間布置得十分典雅的室內,杭州人葉青瞇起眼睛享受著自己精心營造的悠閑。在視線范圍內最讓他滿意的,恐怕就是那些擁有了嶄新底座的各類奇石收藏品。

  在朦朧的陽光下,從顏色和紋路看來,這些底座看似由紅木材質制成,湊近了,視覺感受才顯示出微妙的不同,摸一摸,原來不是木質。

  此時,葉青會笑著對你說:“這可不是普通木匠做出來的哩,是我自己3D打印的,很多以前做不出的樣子現在都行了!”

  奇石形態越是千奇百怪,越是自身收藏的價值所在,但不同的重心位置以及底部支撐面狀況,則是收藏者為其挑選合適底座時比較頭疼的。訂做一批一樣的底座是完全不行的,必須針對每一款都進行個性化的設計和制作。

  葉青說,以往請木匠來做,時間和經濟性都不是很令人滿意:“一旦要求造型獨特的設計,制作周期會很長,而且有一些細節人工做不到那么精巧,比如有一些線條人工刻不到完全的筆直。但費用卻很貴,一元錢硬幣大小的底座就要120元。”

  如今,葉青采購了一臺4000元左右的個人桌面3D打印機,到淘寶上購買一些常見的ABS塑料作為耗材。打印時,先在電腦上通過網絡接收在美院擔任老師的朋友發來的三維建模數據,之后只要按下打印按鈕,再花上數小時功夫,就能打印出一款個性化的底座。

  與人工打造與設計大不相同的是,3D打印機忠實遵照各項設計數據,于是才有了之前悠閑的那一幕。葉青說,即使對樣品還需要修改也不必再到木匠那里來回跑:“每一個底座的耗材成本大概只要5到10元,多打兩次也無妨。”

  葉青說,針對3D打印機曾有一種說法很令人心動,“一個人就可以是一家工廠”,這是信息時代“社會化制造”的概念。設想一下,在自己案頭的方寸之間,便打通從設計到生產的各個環節,迅速打印出自己的靈感之作,對任何設計師來說,這簡直就是夢想照進現實。

  在上海參加國際石展的時候,葉青向同行展示了一些3D打印的奇石底座。感興趣的人很多,驚訝于這樣的創意,接下來,葉青準備為這種應用方式申請專利。

  C 企業級運用

  “幾個小時就可以交付新設計模型”

  杭州六維齒科公司如今為多家醫院提供一種牙齒種植中的“導板”,實際上導板就是根據患者牙齒形狀制作出的術前模型,由于采用3D打印,精確度更高。

  六維齒科行政部徐蔻婭告訴《IT時報》記者:“沒有用導板之前,醫生有兩種手術方式,一是直接徒手,憑自己的臨床經驗備孔、種植,還有一些較難定位的病例醫生也會用手術導板,但是他們的手術導板是一種簡易的、在自己口腔技工室制作的導板,精確度不高,而且只能確定種植的位置,沒法控制種植的角度和深度。”在使用來自Objet的工業級3D打印機制作樹脂材質導板后,醫生預先可以直觀地模擬種植位置,術中安全性大為提升。

  同樣買進企業級3D打印機的還有華森醫療器械有限公司,其采購部人士向記者介紹,3D打印機讓零件出樣提交客戶的周期大大縮短了,“以往做模子都要靠傳統機床,如果發現需要修改,工廠里正在批量生產的機床就要停下來,重新制作這一個小小的樣品,從工序流程上來說很耗時間。”同時,以往重新打樣可能需要一個月時間,在反復修改過程中只能更多通過圖紙來交流,如今使用3D打印卻只要數小時,就可以重新將樣品模型提交客戶。

  3種思考

  A 個人應用思考

  國產3D打印機降價博用戶

  3D打印帶來的并不是“無懈可擊的美麗”。在購買之前,葉青也猶豫過很長時間:“一兩年前,國內公司還沒有自己的個人3D打印機產品,那時他們從國外引進的一款機器,功能比我現在這臺還差一些,價格卻要2萬多元。”實際上國產個人3D打印機的推出和大幅降價,在今年才初顯端倪。

  個人模型設計師申斯南關注3D打印機已有五六年時間,時至今日仍感覺無法購買到一款完美的設備。因為個人3D打印機盡管價格的確在下滑,但與他的需求之間仍有很多無法匹配的地方。比如,個人3D打印機所能打印的尺寸遠不及工業級設備,如果零部件很多,尺寸很大的船艦模型,基本只能一個個部件來打,之后再粘合,還是很費勁。而解決一次整體打印的問題,要購買的機器價位在百萬元以上,是個人無法承受的。

  此外,目前大多數個人購買的3D打印機,基本上以打塑料材質為主。對渴望用更貴的金屬來制作船模的申斯南來說,再等上一個五年,也許還是用不起。依據葉青的經驗,ABS塑料基本上只適合打印相對大面積的平面造型,石膏材質可以做相對復雜一些的結構,但表面更為粗糙、易碎,“至于一些高端的樹脂,能夠避免上述兩者的缺點。但比起用ABS塑料來做一個同等大小的東西,大概要貴上100倍,更別說金屬了。”

  對此,國內3D打印機生產公司閃鑄科技市場部經理陳錚錚告訴記者,由于某些國外知名3D打印機專利期已過,變為了開源,今年以來一些國內公司在此基礎上通過細節改動,推出了自己的版本,并不斷推進價格下降。

  目前國外一款功能相似、上萬元的產品,國內可以做到4000元左右,因此在外貿方向銷售很不錯。與之相比,國內銷售仍處于起步階段,即使號稱 “中國首家專業桌面式3D打印機生產廠家”的閃鑄科技,目前年銷量預計為300多臺。另一家從2009年就開始從事3D 打印服務的杭州銘展公司則告訴記者,其第二代機型目前累計銷量同樣為三四百臺左右。而在美國,一家3D打印機生產公司一天的銷量就是100臺。

  陳錚錚表示,國內產品其實在很多細節上都做了改動,像國外版本的噴頭容易堵塞、滑動時容易卡住等問題都做了優化,加之價格優勢,其實個人3D打印機層面,買國內產品的性價比絕對更高。

  目前國內購買人群中,基本以創客和設計師為主。“國內外消費水平不一樣,而且個人動手DIY的氛圍有明顯落差,要從上述小眾人群走向普羅大眾,只有將價格進一步地壓低。” 陳錚錚說道。

  B 行業理念思考

  對設計的冷漠 對3D打印的無視

  即使對企業來說,工業級的3D打印機也“的確很貴”。徐蔻婭說,目前六維齒科還沒有收回成本,“我們用它來提供的是個性化服務,每個患者口腔不同,不像批量化生產這么快速地在經濟上見效,更多看中的還是未來的市場潛力。”

  上述華森醫療器械采購部人士說稱,工業級3D打印機使用的材質在淘寶上可買不到,很多只能匹配生產廠家提供的耗材,價格是昂貴的。所以要說單個零件模型的成本,其實核算下來還比原先要貴。“目前看重的只能是3D打印的效率,經濟性無法強求了。”據了解,目前大多數3D打印機還只能支持單一的耗材,為此華森醫療器械實際上購置了兩部3D打印機,一部進口,一部國產。

  主流3D打印機品牌Objet中國區區域經理朱文博表示,與國外相比,向國內企業推廣3D打印機的步伐的確更慢,有些企業并不認同,另外一些還只是拿來試試。

  不過朱文博提到,工業級的3D打印機盡管昂貴,但其帶給企業的不僅僅是建模效率的提升,同時也能獲得豐富的開拓性。比如以樂扣樂扣盒子上的蓋子為例,四邊搭扣的彎曲部位要比其他部分都軟,便于彎折。Objet打印機能夠實現在一個模型上同時打印軟硬不同的材質,一次成型,“客戶還可以自己通過調節參數,試驗不同的軟硬度,大大方便產品研發。”

  朱文博表示,在歐美、日本等地,這種技術已深入企業推出新品的整個環節之中,“IT行業尤其明顯,比如蘋果佳能,推出新款產品的速度極其快速,3D打印在設計新產品模型中起到的作用不可磨滅。”

  對此,上海工業設計協會秘書長王日華向記者表示,價格是制約國內企業的最主要因素之一,“更重要的是,企業看中設計、對新產品模型快速更新的需求還不是很迫切,有些還在不斷壓低設計成本等。”

  C 政府推動思考

  既不能全信概念炒作,也要直視大勢所趨

  科技部國家制造業資訊化培訓中心三維數字化技術認證培訓管理辦公室(3D辦)主任、3D動力網總裁魯君尚向記者表示,實際上3D打印技術并不是一夜間冒出來的,之前在國內叫做“快速成型”,至少已出現了20年左右,“賦予3D打印‘第三次工業革命’等意義,實際上來自歐美國家的推動。經濟危機后,歐美國家發展已經停滯,尤其需要制造業回歸,這個時候老的生產方式已沒有優勢可言,隨之3D打印技術順理成章與之結合了起來。”

  據魯君尚介紹,科研方面美國雖然居于領先水平,但我國的西安交大、清華大學等也有著頂尖的實力,“只是在商業化層面不如美國的公司做得那么強。”當前,不少令人感到十分科幻的3D打印案例不斷從國外傳來,比如打印房屋、打印鮮肉、打印整支AK47步槍等令人感到驚奇。魯君尚表示:“最近這么多3D打印新聞冒出來,這中間很多只是噱頭,主要是美國兩家從事3D打印的上市公司巨頭(Stratasys和3D Systems)在背后推動。或者只是實驗性質,根本沒有推向應用。”

  在不能全信概念炒作的同時,魯君尚認為3D打印機帶來的生產方式革新趨勢,仍值得國內各界重視。“拋開各種噱頭和泡沫,為了把握3D打印的‘社會化制造’大勢所趨,還是必須提醒國內從業者盡早起步。”

  日前有消息稱,奧巴馬政府撥款3000萬美元,建立了美國國家級3D打印添加劑工業研究中心,并計劃第一步投入5億美元用于3D打印,聲稱要確保美國制造業不繼續流失到中國和印度。王日華表示,上海工業設計協會曾計劃在今年舉行一項國際3D打印交流活動,目的也是推動政府進一步認識到3D打印對未來社會發展的重要意義。在他看來,3D打印技術在上海的推進不如浙江杭州等地,3D打印技術落戶企業也有所滯后,“如果企業感覺使用的成本還是過高,政府層面可否在一些工業設計園區內建一些有3D打印服務的公共服務平臺?至少在第一二年投入資金支持,將成本降低下來,讓企業先用起來。”

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