3D打印產(chǎn)業(yè)背后:消失的工廠(chǎng)?

未來(lái)的全球制造業(yè)中心會(huì)在重慶、曼谷抑或班加羅爾？都不對(duì)。它可能存在于每個(gè)人的家中，3D打印技術(shù)來(lái)了。

你可能認(rèn)為3D打印僅存于科幻電影中，就算略有所聞，你也會(huì)反問(wèn)“這東西很酷，但能干什么？”但在李國(guó)豪這類(lèi)極客創(chuàng)業(yè)者眼中，該技術(shù)不僅酷，而且十分有利可圖。李的設(shè)計(jì)工作室內(nèi)一臺(tái)3D打印機(jī)的噴嘴正不斷地“吐絲”，而后被疊加于塑料板上。兩小時(shí)不到，一個(gè)動(dòng)漫人物即可成型，每個(gè)市價(jià)均超過(guò)一百元，月銷(xiāo)量亦數(shù)以百計(jì)。

如今深圳、杭州等地，類(lèi)似的創(chuàng)業(yè)者并不少，其創(chuàng)業(yè)的全部寄托均在于一臺(tái)價(jià)值僅數(shù)千元的3D打印機(jī)。所制玩偶模型成本僅十多塊錢(qián)，以往傳統(tǒng)玩具工廠(chǎng)開(kāi)發(fā)類(lèi)似玩偶僅開(kāi)模費(fèi)即高達(dá)數(shù)千元。

難能可貴的是這項(xiàng)技術(shù)傻瓜都能操作—在電腦屏幕所示藍(lán)圖上修改打印的形狀及顏色，然后按下打印按鈕。其作業(yè)過(guò)程如下—每層打印過(guò)程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴極其微小且不易擴(kuò)散，然后均勻噴灑一層粉末，粉末遇到膠水會(huì)迅速固化黏結(jié)，而沒(méi)有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。在一層膠水一層粉末的如此交替下，實(shí)體模型將會(huì)被打印成型，打印完畢，只要掃除松散粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。加工過(guò)程僅需確定所需塑料、樹(shù)脂、金屬等物料，材料耗費(fèi)僅相當(dāng)于傳統(tǒng)制造的十分之一，而誤差可輕易控制到0.1毫米之內(nèi)。它無(wú)需生產(chǎn)線(xiàn)，亦可制造那些常規(guī)方法無(wú)法生產(chǎn)的奇形怪狀的零件。
好處還不僅限于此。以使用以色列3D打印系統(tǒng)提供商O(píng)bjet 3D打印機(jī)的彪馬公司為例，其運(yùn)動(dòng)鞋模型生產(chǎn)時(shí)間可減少四分之三，由4天壓縮為1天。不僅可省去遠(yuǎn)程溝通的麻煩，亦可減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。而豪華汽車(chē)生產(chǎn)商捷豹、路虎則表示其所用環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料所制部件中已有超過(guò)三分之一由Objet公司的3D打印機(jī)生產(chǎn)。
這僅是開(kāi)端。沃勒斯合伙公司(Wohlers Associates)總裁特里·沃勒斯(Terry Wohlers)曾對(duì)3D打印行業(yè)研究長(zhǎng)達(dá)25年之久。沃勒斯估計(jì)2011年3D打印產(chǎn)品和服務(wù)的銷(xiāo)售額已達(dá)17億美元,而零部件生產(chǎn)業(yè)務(wù)占到近四分之一，已是2007年的兩倍。到2019年，該行業(yè)收入將達(dá)69億美元，其中零部件生產(chǎn)預(yù)計(jì)將占80%。目前，由3D打印機(jī)直接打印的產(chǎn)品其成品率已達(dá)20%，至2020年，這一數(shù)字將增至50%。

新的商業(yè)模式亦將應(yīng)運(yùn)而生。在美國(guó)，3D打印服務(wù)企業(yè)Shapeways已擁有15萬(wàn)個(gè)會(huì)員及超過(guò)6000個(gè)商家—用戶(hù)可通過(guò)Shapeways平臺(tái)上傳打印自己的3D作品并出售。迄今為止，這家公司已為顧客打印過(guò)上百萬(wàn)件產(chǎn)品，其打印材質(zhì)包括陶瓷，塑料和鋼化玻璃等三十余種材料。

資本市場(chǎng)亦為3D打印業(yè)務(wù)投票。Shapeways已獲數(shù)千萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資。而在8月初，國(guó)內(nèi)鋁板帶箔加工企業(yè)銀邦股份(300337)宣布進(jìn)軍3D打印后，其股價(jià)飆升兩成，投資機(jī)構(gòu)迅速將其評(píng)級(jí)提高至增持。

樂(lè)觀人士對(duì)以下結(jié)論深信不疑：3D打印將從源頭顛覆制造業(yè)，機(jī)器將取代模具、部件、半成品到成品等每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這是對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的徹底顛覆—?jiǎng)趧?dòng)力、設(shè)備投資、工人技能、生產(chǎn)線(xiàn)管理等將變得無(wú)關(guān)緊要。
3D打印衍生于1970年代末的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。最早生產(chǎn)一個(gè)模型，工程師往往需要先用計(jì)算機(jī)模擬，輔以人工用鋼鐵、石膏、粘土、木頭等材質(zhì)制造模具。其耗時(shí)費(fèi)力，僅一個(gè)最簡(jiǎn)單的塑料外殼就要花上數(shù)千美元和數(shù)月時(shí)間。

而早期3D打印的設(shè)備及耗材非常昂貴，1990年代，一臺(tái)3D打印機(jī)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元，且僅用于模具開(kāi)發(fā)、原型設(shè)計(jì)等上游環(huán)節(jié)，而非大規(guī)模制造生產(chǎn)。2000年初這一價(jià)格已降至一至兩萬(wàn)美元。兩年前，開(kāi)源3D打印機(jī)廠(chǎng)商Makerbot則將其成本拉低至2000美元以下，而在淘寶上你只需花費(fèi)不到4000元就能購(gòu)置一臺(tái)類(lèi)似的設(shè)備。
低價(jià)推動(dòng)了3D打印機(jī)的迅速普及，這些廉價(jià)的3D打印機(jī)尚不能完全取代注塑成型等傳統(tǒng)制造工藝，但打印一些產(chǎn)品原型、簡(jiǎn)單玩具已綽綽有余。但正如沒(méi)有人能預(yù)言1450年古登堡鉛活字印刷、1750年蒸汽機(jī)、1950年晶體管的出現(xiàn)所產(chǎn)生的影響一樣，3D打印機(jī)的持久影響尚待評(píng)估。毫無(wú)疑問(wèn)的是它將擴(kuò)展工業(yè)想象力的極限。未來(lái)，3D打印機(jī)將與銑床、鑄造、噴注塑等傳統(tǒng)制造設(shè)備并肩作戰(zhàn)，甚至取而代之。隨著打印成品率的提高，未來(lái)用工需求亦將大幅減少。

這并非杞人憂(yōu)天。3D打印公司Shapeways已能采用尼龍12直接打印制造無(wú)縫拼接泳衣。這僅是一個(gè)開(kāi)始,未來(lái)任何種類(lèi)的衣服都將通過(guò)數(shù)字技術(shù)制造,而無(wú)需人工或縫紉機(jī)械。

這會(huì)是中國(guó)制造的噩夢(mèng)開(kāi)始嗎？“3D打印最大的優(yōu)勢(shì)是增加機(jī)器數(shù)目，就可以提高產(chǎn)能。而且機(jī)器是一次性投資，僅需考慮電費(fèi)，人力加工卻要不斷投入�！辟Y深機(jī)械工程師余濤滿(mǎn)對(duì)《環(huán)球企業(yè)家》說(shuō)。一條傳統(tǒng)注塑生產(chǎn)線(xiàn)至少要5至6個(gè)工人操作，一名技術(shù)員卻可以管理數(shù)十臺(tái)全自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備。更大的顛覆在于柔性供應(yīng)鏈。在傳統(tǒng)制造業(yè)模式中，客戶(hù)提出生產(chǎn)需求時(shí)，須根據(jù)市場(chǎng)預(yù)期確定每批生產(chǎn)數(shù)量后開(kāi)展批量生產(chǎn)，一旦工廠(chǎng)投入運(yùn)作，即使供過(guò)于求或供不應(yīng)求，生產(chǎn)線(xiàn)亦難以停下。而3D打印則可先打印實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品，依據(jù)市場(chǎng)反饋效果后再做決定。

未來(lái)3D打印將使一些傳統(tǒng)制造中心的地位下降。例如深圳手機(jī)業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于高效的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，上下游均能清晰掌握市場(chǎng)的走勢(shì)，一旦產(chǎn)品滯銷(xiāo)或者熱銷(xiāo)即可調(diào)整生產(chǎn)策略。但在3D制造時(shí)代，這些都不重要。3D打印可隨時(shí)即開(kāi)即停，工廠(chǎng)無(wú)論設(shè)在深圳還是美國(guó)，均可獲得足夠的產(chǎn)能與響應(yīng)速度，人力成本、技工水平均可忽略不計(jì)。

未來(lái)3D打印機(jī)將可按需打印任何產(chǎn)品。消費(fèi)者亦無(wú)需購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)工廠(chǎng)流水化的產(chǎn)品，而僅購(gòu)買(mǎi)3D打印機(jī)及產(chǎn)品圖紙打印即可，可以預(yù)料的是鞋帽、餐具、玩具等密集勞動(dòng)型產(chǎn)品將首當(dāng)其沖。