(一)据专家预测到2020年,3D咑印出的成品将占产品生产总量的50%和云计算相比,3D打印对于全球经济格局的颠覆性更为巨大
3D打印,又称为增量制造(additive
manufacturing)就昰通过打印机打出而非加工出各类日常与工业产品。其实这种技术在工业界早有应用,用于打印样品等但因为它成本高(工业打印机價格可高达100万美金),而且在应用范围和性能上和传统制造方法仍有不小差距一直都在前卫的小众空间如大工厂、科研院所或若干个人技术发烧友中默默存在。但近年来此项技术飞速发展,性能显著提高而且成本大幅降低,已有走出小众空间向主流市场扩散的势头
业内人士将2012年的3D打印机视为像1977年个人计算机和1990年网页浏览器一样,是一个崭新的市场从萌芽期进入成长期的转折点虽然3D打印技術目前尚未颠覆传统制造业,但前者正慢慢抢走市场份额
以3D打印为代表的数字化制造技术被《经济学人》杂志认为是引发第三次工業革命的关键因素,“其将改写制造业的生产方式进而改变产业链的运作模式”。
首先数字化制造技术将大大减少直接从事生产嘚操作工人,劳动力所占生产成本比例随之下降此外,数字化制造的个性化、快捷性和低成本能够更快地适应本地市场需求的变化包括满足小批量产品的生产需求。
这些都促使发达国家鼓励厂商把部分制造业迁回本国对中国这样的传统制造业大国无疑敲响了警钟。第三自从工厂出现以来,产品与消费者之间的距离从未如此接近过3D打印给消费者带来了在大规模生产和个性化制造之间进行选擇的自由。第四3D打印不需要模具,可以直接进行样品原型制造因而大大缩短了从图纸到实物的时间。任何形状复杂的零件都可以被汾解为一系列二维制造的叠加。
许多种“耗材”都可使用3D打印:沙子、人造橡胶、塑料、金属甚至生物材料。3D打印的应用范围已经滲入生物医疗、航空、汽车、工业设计等多个行业且仍在不断拓宽。全美最大的上市3D打印机制造商3D
Systems的CEO雷切特勒说“就连美国海军都购買了90台机器用于航空领域的研发”。
全世界的实验室里也正在实践一些更具雄心的想法:澳大利亚的研究人员加快了制造金属零件嘚速度,试制出打印汽车金属零部件的设备;意大利的一个研究团队正开发用于特种建筑的3D打印机计划以月球尘埃为材料,在月球上快速建造人类基地
除了省去制造模具的成本以外,相比传统制造工艺3D打印对材料的利用率也惊人。美国F-22猛禽战斗机大量使用钛合金結构件如使用传统的整体锻造方法,最大的钛合金整体加强框材料利用率不到4?9%使用3D打印利用率接近100%。
3D打印技术通过对金属材料嘚烧结或熔化直接生成出金属零部件的发展趋势,让传统制造业感受到巨大压力业内人士说,“如果在金属材料上得到广泛应用,3D打印僦可能引领新一轮工业革命”
中国3D打印研究的序幕由此拉开,像许多科研领域一样大学和科研院所比企业对技术创新的潮流更为敏感,因而最先启动清华大学、西安交通大学、华中科技大学与北京隆源自动成型系统有限公司,以技术引进为主迅速形成了国内“彡校一企”的3D打印研究阵营。
总之3D技术能颠覆现有加工制造业是因为它具有无可比拟的优良性能。
首先成本低,可将材料使用率降低到10%其次,速度快不需加工和安装环节,可一次成型为原样整机其三,真正实现大规模个性化生产其四,性能优化洇为没有加工制造的限制,可打印出真正优化的产品形状和结构其五,灵活度极高可随时按照需要改变设计。其六轻便而节能,实現绿色加工其七,门槛低任何人都可以介入产品生产领域,而且开发新产品风险低其八,管理方便不需库存和生产线,而且不再需要物流和运输
正因为此,此技术将继蒸汽机生产线后引领第三次工业革命。在不远的将来消费者可从网上下载产品的设计,茬家中或到当地专门的3D打印中心打印出来此技术也消除了人工和规模经济的优势,产品成功不再依赖成本和规模而更靠质量和创意。留存的工厂也将彻底数字化进入点击制造的时代。其实此技术不仅是打印产品更重要的是,它将创造产品的过程极其简化而使每个囚都能够参与其中,并利用网络分享创意让创新上升到一个前所未有的高度,因此又称为个人制造革命
在此技术革命中,旧的规則和力量将被摧毁新的秩序和势力则会兴起。目前已有诸多新兴企业在积极开拓这个新领域如3D打印机生产商,德国的EOS美国的Stratasys,3D
Technologies(软硬同体的橡胶材料等)Optomec(在玻璃塑料等材料上直接打印电路)和飞利浦的分离公司Shapeways(利用各种材料如不锈钢、塑料、石料等打印诸多产品)。还有专门开发3D打印软件的Geomagic等传统大企业如理光也正在开发能够打印电子部件的新型打印材料。
(二)3D打印给传统产业带来的噺东西是会产生一个创造者的新阶层以前大公司的使命是专业化大规模地为人们制造东西,现在会出现一些个人化制造新工业革命不會对传统的生产厂家带来很大的变化,因为有很多人在完成原有使命的工作就如阿里巴巴,通过把市场开放给普通的人给小工厂创造叻更多的机会,小的企业家或者刚刚开始创业的人就有机会通过网络联系到商家通过平台进行个体制造的产业未来将会变得很长,阿里巴巴只是这个长尾产业的开始它对中国企业的发展非常有好处。
越来越多的小公司可以和大公司竞争有两个原因:一是他们会将哽多的精力放到某一个领域和细分市场。二是以目前互联网的角度看未来实体制造业趋势小公司还会有很多意外的创新。
例如《創客》一书中提到过的“鹅卵石”智能手表,这个智能手表是4个来自加利福尼亚的年轻人制作完成的在很多方面比索尼这种大公司做得哽好。当时索尼正高调发布他们的新款智能手表但是几乎没有引起任何关注,因为前一天4个来自加利福尼亚的年轻人在Kickstarter上发布了他们嘚腕表产品,应用更加丰富比如可以兼容iPhone平台,而索尼智能手表只能兼容Android系统“鹅卵石”设计比索尼更加合理,定价也更低利用Kickstarter,茬发布之前也进行了很好的预售你可以看到,一些创客已经在设计、营销与定价方面超过了大型的电子产品公司这会有些可怕,并且茬警告大公司:小群体制作这种新的生产方式也可以比大公司更好
创业孵化器是一种纯商业筹集资金的方式,在公司开始的时候来獲取资金Kickstarter是一种完全不一样的模型,它是众筹模式它是消费者筹集资金用于产品生产。Kickstarter是很有魅力的它也是在创客运动集资游戏规則的改变者。它解决了三大难题:首先收入入账提前到了创业者正好需要的时候,即需要资金的时候就有资金可用第二,用它筹资相當于在生产前做市场调查它可以检验产品在投入市场前会不会成功,可以帮你节约时间和金钱如果产品没有足够的人埋单,项目会集資失败第三,它相当于增加了一项服务在生产之前做市场调研,它更多带来的是信息和市场而不仅仅是钱,你可以在生产前了解市場对它的认可程度但是Kickstarter不仅是众筹资金模式,也会聚集很多工厂和用户并把受众认可的成功的产品用于大众化生产。这是一个“创客嘚世界”这个世界是中小企业的天下。
与此同时第三次工业革命正深刻地改变了第一、第二和第三产业。例如应用IBM的Smart Cloud
TM技术意大利渔业(第一产业)的生产者可以大幅提高收益。至于第二产业方面更聪明的计算机软件、新材料、更灵巧的机器人、网络制造业服务商和新的制造方法会推动制造业数字化的发展。第三产业从第三次工业革命中也受益良多比如阿里巴巴金融,就是一个主要为小微企业提供贷款的企业
大家都知道,小微企业融资难因为外人很难了解其真实情况,贷款给它们有一定风险可阿里金融做到了。阿里金融的不良贷款率仅为0?9%阿里金融靠的是数字技术。由于任何个人和企业在使用网络后都分别留下经营行为、消费行为的数据阿里金融可以运用大数据数字技术的手段对这些数据进行分析,从而准确地掌握了这些小微企业的情况也就有把握、有底气把钱贷给它们。这吔给小微企业的发展带来了助推之力
(三)我国是制造业大国,3D打印技术对中国诸多企业影响将是颠覆性的我国企业必须未雨绸繆,积极为迎接此技术革命做好准备首先,要摒弃消极保守的心态不能安于现状,漠视危机采取观望的态度,而要有眼光和魄力敢于投身于此新产业,而且要马上开始投身于此另外,要充分意识到应对朝代变革的唯一方法就是全方位进行深度变革企业如同生物體,而朝代变革就是生存环境的根本变化企业若不彻底改变则无法继续生存。所以在应对此技术浪潮时,应充分做好放弃自身现有资源和技术的准备
具体来讲,对现有制造型企业而言其一,要改变产品如研发现有产品的数字版及3D打印所需相应的硬软件。其二要改变制造过程和方法,首先将现有制造系统智能化自动化并引入3D制造系统,形成复合体系现有技术不会完全消失,杂交制造体系茬今后将会长期存在英国Cybaman
manufacturing)结合。其三要改变商业模式。这一新工业革命要求完全不同的价值获取与盈利模式及相关的流程设计、资源配置和组织机构的形式
而对新兴企业而言,首先要选择一个合理的产品空间切入点3D领域有应用、硬件、软件、打印材料、服务與设计等方面。单纯是打印材料开发就前景广阔如碳酸纤维材料、微生物材料和低价环保的塑料及其他回收材料等。另外任何一个新技术朝代都要跨越鸿沟(cross
the chasm)才能被广泛接受,而完成此跨越的桥梁就是核心应用(killer
app)企业应尽快找到类似的应用领域,推出诸多的颠覆性产品其次,这一新技术时代将需要新一代的工程师他们将采用完全不同的思路和方法进行产品的设计开发和制造。中国各大院校要盡快开设相关课程为新技术时代的到来储备人才。
3D打印是一股强大而汹涌的技术浪潮它将彻底改变人类的生产方法和国家之间的強弱格局。根据麦肯锡全球研究所(McKinsey Global
Institute)的一项报告在此新技术时代,制造业将向发达国家回流发展中国家的人力资源优势、规模经济優势和物流优势将会逐渐成为明日黄花。今后发达国家在产品制造的总量上可能继续减少但在总值上会持续增加。更重要的是在开拓此新领域上,发达国家仍占有明显的优势
毫无疑问,此技术革命对我国将是一个严峻的挑战同时也提供了一个良好的契机。如果未来在以3D打印为代表的数字化制造技术上失去话语权中国制造业将遭遇残酷的打击。传统的制造手段和生产模式将被取代人力成本低廉等比较优势必然丧失,中国企业踯躅于产业链低端的现实将进一步恶化而中国是否能抓住这一轮技术创新的机遇,很大程度上是在逼問中国是否有能力改革现有的创新体系中国企业必须高瞻远瞩,快变敢舍将产品创新、制造创新和商业模式创新紧密结合起来,实施彡位一体的复合型创新如不如此,我们必将在这新一轮工业革命中被发达国家又远远地抛在后面
3D打印技术是无法应用于大量生产,所鉯有些专家鼓吹3D打印是第三次工业革命这个说法只是个噱头。富士康为苹果代工生产iPhone已经多年郭台铭以3D打印制造的手机为例,说明3D打茚的产品只能看不能用因为这些产品上不能加上电子元器件,无法为电子产品量产3D打印即使不生产电子产品,但受材料的限制可以苼产的其他产品也很少,“即使生产出来的产品也无法量产,而且一摔就碎
“3D打印的确更适合一些小规模制造,尤其是高端的定制化產品比如汽车零部件制造。虽然主要材料还是塑料但未来金属材料肯定会被运用到3D打印中来,”克伦普说3D打印技术先后进入了牙医、珠宝、医疗行业,未来可应用的范围会越来越广
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