部分建筑建材行業(yè)內人士表示,以前談起3D打印技術,第一反應便是夢幻般的高科技產業(yè),主要用于智能制造業(yè),建筑3D打印技術從概念到成為現(xiàn)實還為時尚早,其實3D打印帶來的革命已近在眼前。
《經濟學人》雜志對3D打印曾經有過這樣的評論:“偉大發(fā)明所能帶來的影響,在當時那個年代都是難以預測的,1450年的印刷術如此,1750年的蒸汽機如此,1950年的晶體管也是如此。而今,我們仍然無法預測,3D打印將在漫長的時光里如何改變這個世界?!?
科技發(fā)展日新月異,20年前,誰也不會想到網絡化能這么深入我們的生活,甚至改變了我們的生活方式,而隨著3D打印技術的重磅來襲,很多人都認為這又將帶來一場巨大的“革命風暴”,可這場風暴到底在革誰的命?
整合產業(yè)鏈
讓設計登上“王位”
在傳統(tǒng)觀念中,所謂設計,很多人理解就是賣圖紙。如果從設計行業(yè)的生產工具而言,這個理解似乎也沒錯。因為設計師的大部分時間確實是在和作圖、建模等軟件打交道。但從他們工作的對象和目的來看,這個理解完全過時了。
在3D打印的世界里,設計已經從平面、建模、逐步發(fā)展到實體,此前,記者在走訪3D打印機制造企業(yè)時,部分企業(yè)負責人表示,當前設計不僅僅停留在圖紙、電腦的虛擬世界里,通過3D打印技術,設計師腦海中的構想可以成為現(xiàn)實,不僅如此,3D打印正在向更高端的工業(yè)設計邁進。
3D打印主要分成3個部分:3D打印機的研發(fā)和生產;3D打印服務商;工業(yè)設計機構。目前國內大部分3D打印機還是停留在桌面級打印上,但是目前的精度還是無法應用在商業(yè)中。精度的提升需要硬件的精密性,包括位移的精度和溫度、壓力的控制。目前此類桌面3D打印機的生產和銷售,絕不是3D打印產業(yè)的真實面貌。
深圳作為所謂聯(lián)合國評定的全球8個“設計之都”之一,這里部分工業(yè)設計機構已經開始了全面的轉型,正在成為“工業(yè)代理事務所”,品牌主只需向這些工業(yè)代理所表達自己對產品設計的要求,然后在約定時間進行公開銷售,各環(huán)節(jié)都被外包給了專業(yè)的機構——包括最后的制造和組裝,都交給了代工廠。最后生產企業(yè)只剩下了品牌和銷售渠道。而有實力的工業(yè)設計機構,甚至把品牌管理也承接下來,品牌商只需要賣產品和管渠道就可以了。
在這種情況下,工業(yè)設計機構比廣告公司更受品牌商的歡迎。工業(yè)設計機構成為了市場調研機構和廣告公司的上游客戶,亦成為了供應鏈管理的專家和工藝技術顧問,“生產制造”的重心,全面向設計轉移了。
敲碎傳統(tǒng)的骨頭
讓制造業(yè)“嗨”起來
由于3D打印技術可以大幅提高生產效率,并且精度極高,許多精密零部件均可以通過3D打印技術來縮短生產時間,世界多數國家對3D打印技術均逐漸加大了研發(fā)力度。許多業(yè)內人士表示,雖然現(xiàn)階段在某些領域還必須采取傳統(tǒng)方式來制造模具,但3D打印技術將會給傳統(tǒng)成型技術與制造業(yè)帶來巨大的沖擊是毋庸置疑的,甚至當技術進一步成熟之后,3D打印技術將徹底取代傳統(tǒng)成型技術。
柔軟濕潤的肺葉,上面還有血管和腫瘤,拿手術刀切下去還會流出血液,不過不要以為這是真正的肺葉,這只是日本千葉縣的Fasotec公司利用增材制造(即“3D打印技術”)制造出來的器官模型,這是近日3D打印技術的全新突破,而此項技術也讓3D打印機成為了“上帝之手”。
作為一項顛覆傳統(tǒng)成型技術的新型科技成果,國內對3D打印技術一直高度重視。不久前,工信部、發(fā)改委、財政部更是研究制定了《國家增材制造產業(yè)發(fā)展推進計劃(2015~2016年)》(以下簡稱《推進計劃》)。根據計劃提出的目標,到2016年,初步建立較為完善的增材制造產業(yè)體系,整體技術水平保持與國際同步。
根據《推進計劃》要求,在產業(yè)化方面,3D打印產業(yè)銷售收入要實現(xiàn)年均增速30%以上的快速增長,形成兩三家具有較強國際競爭力的3D打印企業(yè)。而在行業(yè)應用上,3D打印要成為航空航天等高端裝備制造及修復領域的重要技術手段,初步成為產品研發(fā)設計、創(chuàng)新創(chuàng)意及個性化產品的實現(xiàn)手段,以及新藥研發(fā)、臨床診斷與治療的工具,在全國形成一批應用示范中心或基地。
業(yè)內專家在接受記者采訪時曾表示,“由于可以被廣泛應用于軍工、醫(yī)療等重要領域之中,我國3D打印技術的研發(fā)一直廣受重視。而此次提出‘推進計劃’更是彰顯了國家大力發(fā)展增材制造產業(yè)的決心?!?
相對于發(fā)達國家而言,3D打印技術在我國發(fā)展時間較短,許多核心技術還掌握在國外企業(yè)之中。此外,3D打印技術對于材料的要求非常嚴格,一直被人們稱為3D打印技術的瓶頸之一。
根據《推進計劃》的發(fā)展規(guī)劃,國家鼓勵優(yōu)勢材料生產企業(yè)從事3D打印專用材料研發(fā)和生產,并且針對軍工、醫(yī)療等行業(yè)需求的特殊材料進行集中攻關,力求到2016年,基本實現(xiàn)鈦合金、高強鋼、部分耐高溫高強度工程塑料等專用材料的自主生產,滿足產業(yè)發(fā)展和應用的需求。
此外,《推進計劃》還建議增材技術企業(yè)集合力量,形成一批研發(fā)應用示范中心或基地。根據記者了解,珠海、青島等地已開始興建3D打印產業(yè)園,并將其作為新興產業(yè)重點發(fā)展方向。這種有規(guī)模的集群式發(fā)展,無論是在技術研發(fā)還是在銷售上都將非常有利。
解鎖“緊箍咒”
3D打印材料亟待變革
強大的制造功能,讓3D打印一度被奉上傳神壇,但3D自身也存在致命缺陷。此前,記者在走訪國內知名打印機制造企業(yè)時,該企業(yè)負責人告訴記者:“3D打印機將來到底能為我們打印什么產品,還要看有沒有足夠多可用的材料。雖然現(xiàn)在3D打印已經名聲大噪,但可用的3D打印材料還遠遠不能滿足打印產品的需求,且很多材料價格也有點高。所以開發(fā)新的打印材料迫在眉睫,否則3D打印機的應用范圍及銷量都無法快速提升?!?
如此看來,雖然各類3D打印耗材“爭奇斗艷”,但是材料仍然是制約3D打印技術發(fā)展的最大瓶頸,而作為3D打印的重頭戲,工業(yè)級的3D打印材料更是十分有限,目前適用的金屬材料只有10余種,而且只有專用的金屬粉末材料才能滿足金屬零件的打印需要。
在金屬3D打印中,常用的材料是鈦粉、鋁合金粉和不銹鋼粉。與普通金屬材料比,這些材料成本要高出10倍左右。例如,德國的EOS公司能生產出有限的幾種金屬粉末(不銹鋼粉、鋁硅粉、鈦合金粉)但價格是傳統(tǒng)粉體的10~20倍。
可適用的材料成熟度跟不上3D市場的發(fā)展;打印流暢性不足;材料強度不夠;材料對人體的安全性與對環(huán)境友好性的矛盾;材料標準化及系列化規(guī)范的制定等等制約著工業(yè)級3D打印的發(fā)展。
雖然真正發(fā)揮3D打印技術的價值還需時日,但革命的趨勢已成不爭的事實。日前,世界3D打印技術產業(yè)聯(lián)盟秘書長羅軍在接受媒體采訪時表示,第三屆世界3D打印技術產業(yè)大會暨博覽會將于6月3日在成都召開。在這場全球3D打印行業(yè)規(guī)模最大的專業(yè)會議和展覽中,工業(yè)4.0、中國制造2025規(guī)劃將會給3D打印行業(yè)帶來什么機遇,3D打印能否成為下一個風口,或許會有新的解答。