歷史經(jīng)驗(yàn)反復(fù)證明,在全球經(jīng)濟(jì)陷入衰退之時(shí),正是新經(jīng)濟(jì)萌芽和新技術(shù)誕生之時(shí)。之所以全球經(jīng)濟(jì)萎靡不振,表明傳統(tǒng)的生產(chǎn)關(guān)系已經(jīng)阻礙了生產(chǎn)力的發(fā)展,變革將成為生產(chǎn)發(fā)展新的動力。
2012年以來,對第三次工業(yè)革命的探討達(dá)到高潮。美國學(xué)者杰里米·里夫金稱,互聯(lián)網(wǎng)與新能源的結(jié)合,將會產(chǎn)生新一輪工業(yè)革命。而英國《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》指出:3D打印技術(shù)市場潛力巨大,勢必成為引領(lǐng)未來制造業(yè)趨勢的眾多突破之一。這些突破將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具,改由更加靈巧的電腦軟件主宰,這便是第三次工業(yè)革命到來的標(biāo)志。
無論是里夫金主張的新能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,還是經(jīng)濟(jì)學(xué)人主張的3D打印技術(shù)等觀點(diǎn),都有一個(gè)共同特點(diǎn):都是綠色產(chǎn)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè),其技術(shù)目前并不完全成熟,但是市場空間巨大,對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和提升具有積極的意義和作用。
商業(yè)模式待考
有人認(rèn)為,3D打印技術(shù)是最近20年來世界制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破,是機(jī)械工程(精密制造)、計(jì)算機(jī)技術(shù)(軟件開發(fā))、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的集成,它能將已具數(shù)學(xué)幾何模型的設(shè)計(jì)迅速、自動地打印出具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或零件。
3D打印技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是無需模具就能夠成型,也不需要機(jī)械加工,就能直接依照設(shè)計(jì)好的三維圖形數(shù)據(jù)打印出任何形狀的物體。而傳統(tǒng)的制造工藝最核心的一個(gè)環(huán)節(jié)就是建模,很多高端產(chǎn)品能夠設(shè)計(jì)出來,但是生產(chǎn)不出來,原因就出在建模環(huán)節(jié)。
3D打印可分為三大類:一是大眾消費(fèi)級(桌面級),用于工業(yè)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、珠寶、玩具、文化創(chuàng)意等領(lǐng)域。二是工業(yè)級,一個(gè)方面是原型制造,主要用于模具、模型等行業(yè),另外是產(chǎn)品制造,包括大型金屬結(jié)構(gòu)件的直接制造和小型金屬零部件的直接制造。三是生物工程級,如打印牙齒、骨骼、細(xì)胞、器官、軟組織等。
目前,3D打印技術(shù)在大眾消費(fèi)、工業(yè)和生物工程等領(lǐng)域的運(yùn)用已經(jīng)開始,并有了不同程度的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。在歐洲和美國,3D打印的普及程度要比中國高,2012年,世界3D打印行業(yè)的產(chǎn)值是120億~130億元,而中國在10億元左右。美國和德國3D打印實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)值,大概占行業(yè)總收入的80%。中國的市場規(guī)模與日本相當(dāng)。
在大眾消費(fèi)級領(lǐng)域,3D照相館、3D創(chuàng)客正在國內(nèi)推開,杭州、北京、西安、上海等城市都有3D照相館陸續(xù)開張。對于如何將3D打印技術(shù)運(yùn)用到大眾消費(fèi)領(lǐng)域,目前還缺乏一個(gè)成熟的商業(yè)模式。不僅在大眾消費(fèi)級,在工業(yè)級、在生物工程級,都同樣存在這個(gè)問題。
傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的商業(yè)模式是生產(chǎn)設(shè)備賣設(shè)備,不管市場用戶的需求的多寡,都先把設(shè)備生產(chǎn)出來再去推銷。目前,3D打印行業(yè)還是沿襲了傳統(tǒng)工業(yè)的老路。看來這條路子是走不通的,否則3D打印技術(shù)全球市場產(chǎn)值怎么才20多億美元?
難取代傳統(tǒng)制造
“3D打印要全面替代傳統(tǒng)制造業(yè),以后就不用工廠、不用車間、不用工人,不用出門,自己就能在家打印想要的任何東西”、“通過3D打印機(jī)可以打印自行車、飛機(jī)”,“3D打印將使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具,改由更加靈巧的電腦軟件主宰”這是不少人的觀點(diǎn),也經(jīng)常被一些媒體引用。
按照3D打印技術(shù)的原理,不可否認(rèn)3D打印的確可以打印設(shè)計(jì)出來的任何東西。打印出來的杯子一定是杯子,不會是其他的東西;打印的飛機(jī)一定是電腦上設(shè)計(jì)好的飛機(jī);按照影像打印出來的人像連頭發(fā)絲細(xì)的皺紋都能夠體現(xiàn),而且顏色也能夠做到與實(shí)物一樣??墒?,打印出來的杯子能喝水嗎?飛機(jī)能夠飛起來嗎?自行車能夠騎行嗎?真的就可以使工廠徹底告別車床、鉆頭等傳統(tǒng)工具嗎?
3D打印出來的只是模型,大多數(shù)并不是真正的產(chǎn)品。即使是真實(shí)的杯子,也并不意味著可以用來喝水。傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的杯子,首先要考慮材料是否環(huán)保,是否對人的身體有副作用。但是,3D打印要做到這點(diǎn)并不容易,一是材料還做不到,還沒有辦法提供數(shù)目眾多,能夠滿足各種功能需求的材料,二是缺乏用于家庭的質(zhì)量檢測手段。而打印的飛機(jī)、自行車也僅僅只是一個(gè)外殼或者一個(gè)模型,電子元器件和成千上萬個(gè)零部件是根本不可能一下子打印出來的。打印的飛機(jī)、自行車等,都不可能直接使用,還需要增添各種零部件和功能件。
即使3D打印的東西滿足了環(huán)保要求,不同的東西需要不同的材料,每個(gè)家庭為此成為一家工廠,要準(zhǔn)備成百上千種材料,還要幾乎占用生活中全部的時(shí)間,忙于設(shè)計(jì)、打印各種用品。這樣的成本算下來將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)生產(chǎn)方式制造的產(chǎn)品。
從成本核算、材料約束、工藝水平等多方面綜合比較看,3D打印并不能夠替代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,其達(dá)不到規(guī)模化的要求,成本并不劃算。3D打印也無法使工廠徹底告別車床、鉆頭、沖壓機(jī)、制模機(jī)等傳統(tǒng)工具。
當(dāng)然,在傳統(tǒng)制造業(yè)領(lǐng)域,開模是一件令人頭疼的事情,耗時(shí)長、難度大、成本高。而3D打印技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)(模型設(shè)計(jì))方面應(yīng)用廣泛,凡是能夠設(shè)計(jì)出來的、復(fù)雜的個(gè)性化產(chǎn)品,都能夠通過3D打印技術(shù)把模型打印出來,甚至直接生產(chǎn)制造出產(chǎn)品。
因此,3D打印核心的意義體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不能生產(chǎn)制造的個(gè)性化、高復(fù)雜度的產(chǎn)品,通過3D打印技術(shù)能夠直接制造;二是雖然傳統(tǒng)方式能夠生產(chǎn)制造,但是投入成本太大,周期太長,而通過3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快捷、方便、縮短周期、降低成本的目的。3D打印技術(shù)作為傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的一次重大變革,是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式有益的補(bǔ)充。
關(guān)鍵在應(yīng)用市場
3D打印技術(shù)在中國還未完全普及,產(chǎn)業(yè)形態(tài)正在悄然形成,當(dāng)前不鼓勵(lì)大家都一窩蜂地去做3D打印機(jī)。市場需求起來了,反過來會帶動3D打印裝備、軟件等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。如果市場需求沒有啟動,生產(chǎn)大量3D打印機(jī)賣給誰?而且3D設(shè)備還未成熟,生產(chǎn)大批設(shè)備可能成為一堆廢鐵。
只有中國3D打印市場發(fā)展起來了,中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)才能發(fā)展,中國3D打印技術(shù)在巨大市場需求的情況下,才可能超越國際同行。就像機(jī)器人,美國上世紀(jì)60年代就生產(chǎn)出工業(yè)機(jī)器人,技術(shù)全球領(lǐng)先。但是,美國國內(nèi)市場很小,使用機(jī)器人的企業(yè)很少。日本在二戰(zhàn)以后勞動力短缺,開始購買美國的機(jī)器人。上世紀(jì)70年代,日本企業(yè)開始模仿美國機(jī)器人技術(shù)大量生產(chǎn)機(jī)器人,后來日本開發(fā)出的機(jī)器人超過美國,直到今天日本的機(jī)器人技術(shù)還領(lǐng)先美國。
基于產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,建議集中優(yōu)勢,先在國內(nèi)主要工業(yè)城市建設(shè)3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心。目前珠海、青島、濰坊、南京等城市已經(jīng)達(dá)成合作共識,計(jì)劃在3年內(nèi)建成20個(gè)3D打印技術(shù)創(chuàng)新中心。近年內(nèi)至少將有2個(gè)創(chuàng)新中心對外開放并正式營業(yè)。
創(chuàng)新中心主要擔(dān)負(fù)四項(xiàng)功能:一是展覽展示中心,將集中展覽展示所有會員企業(yè)的產(chǎn)品(設(shè)備),并設(shè)置3D打印技術(shù)體驗(yàn)中心、創(chuàng)意中心,提供開放式的參觀和了解3D打印技術(shù)的平臺。二是科普教育和培訓(xùn)中心,配合3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院,開展科普、教育、培訓(xùn)業(yè)務(wù),培訓(xùn)3D打印技術(shù)的應(yīng)用人才。三是加工服務(wù)中心,使之成為用戶市場的有效載體,逐步打開當(dāng)?shù)丶爸苓叜a(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場。四是通過創(chuàng)新中心與當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,開發(fā)適合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)需求的新產(chǎn)品、新材料、新工藝。
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