​3D打印真的是制造业的未来吗?「科技前沿」

近几年3D打印掀起了一阵科技热,但笔者真正开始关注是从一则新闻开始的:


在美国的德克萨斯州有个大二的学生,创办了一个网站名叫DEFCAD,是一家分享3D打印文件和数据包的网站。有一天,有人在这个名叫DEFCAD的网站上发现了可以打印枪支的文件,对!是真枪!而且这种打印出来的枪支,除了击打子弹的撞针是金属的,其他的全部是塑料。意味着普通人只需要一台电脑加上一个3D打印机,就可以轻松地打印出枪支,躲过安检,带着枪支上了飞机、高铁,在洗手间完成枪支的组装,最后挟持所有乘客,对平常百姓来说这是一场噩梦。3D打印到底是什么,这么神奇,一下就能让普通人制造出枪支这种精密的东西?


​3D打印真的是制造业的未来吗?「科技前沿」

3D打印制造出的枪支


3D打印到底是什么


3D,这个D其实就是英文dimension的首字母,就是维度的意思,二维就是平面,三维就是空间,3D,就是在三维空间上制造东西。如果你没有见过实体的3D打印机,可以想象一下蛋糕店里的师傅用纸漏斗里装的奶油给蛋糕雕花的场景,一层一层,来来回回地在原来的基础上往上堆叠,最后就可以做出来各种各样的造型。3D打印的原理其实和这差不多。它的核心器材有两个:一个是喷嘴,各种各样的材料都可以放进去,然后通过处理,从喷嘴处出来极薄、极精细的涂层,一层一层地往上堆叠。还有一个就是计算机,想要什么造型,提前在计算机里输入数据,建好模型,剩下的就交给打印机了。这么一个技术,好像也没有太高大上,其实就是给传统的2D文件打印机加了一个立体的维度,但是请注意,加上一个立体的维度之后,这个打印机的性能就彻底变了。


​3D打印真的是制造业的未来吗?「科技前沿」

3D打印机(商用型)


就是这个改变,马上让人浮想翩翩。需要购置家具时不必劳神费力地搬动,需要漂亮衣物时不必再上淘宝,也不必经受等待快递的煎熬,现在只需要动动手指点击几下鼠标,等着你家的3D打印机打印就好了,这样的场景像是在科幻电影里,但是这绝不是凭空的臆想。在当今社会,一个商品无论它现在多贵,只要它能符合大众需求,市场前景好,一旦开始量产,经过几代技术迭代后,它的价格一定会低到主流人群都消费得起的地步,比如手机从天价大哥大时代到现在人手一台智能手机。那么,3D打印走进千家万户是件必然的事情,真有这么一天,3D打印技术代替传统制造行业就是时间问题了。


富士康的郭台铭立FLAG


但富士康的郭台铭先生要泼你冷水,‘3D打印不靠谱,没法量产商品,受限于材料,这玩意儿能比得上我的几万条流水线?!’甚至郭老板在公开场合立了FLAG‘这东西要是靠谱,我郭字倒着写!’


​3D打印真的是制造业的未来吗?「科技前沿」

郭台铭


我先给你解读一下郭老板所说的意思。他口中说的量产商品其实是传统工业制造的两个绝活:1、标准化的大规模生产,看字面很好理解,但它背后涉及一个边际成本的概念。传统制造业每生产一个商品,成本是不一样的。因为生产需要的一部分成本是固定的,意味着每生产一件商品,成本会随着数量的增加而减少,一直到逼近最低成本这个临界值。等于说只有你生产规模足够大,固定成本几乎可以忽略不计!2、精细化的人的分工,就是把每一个人按在一个非常精细化的分工岗位上。据说富士康里有一种职位就是专门纠正工人操作动作的,每个动作都有规定时间,只允许有这么多时间来做动作,以此来保证整个流水线的生产效能。


郭老板在深圳龙华厂区(就是那个前几年老有人跳楼的那个厂区),有几千名工人日以继夜的生产,每天能生产2400多个集装箱的货物,以24个小时来计算,每小时能生产100多个集装箱的货物,你想想这是多么恐怖的产能。所以他认为在面对百万级别的生产需求的时候,3D打印无论在产品价格和生产效率上都比不上他的流水线,另外3D打印还受限于材料,可以用于制作的材料并不多。


作为制造业的大佬,郭老板提出3D打印有关量产和材料的问题,基本上是宣判了3D打印的‘死刑’。


但是!在大洋彼岸的美国,有位大佬名叫克里斯·安德森,他却在自己迟暮之年,要在3D打印技术上赌一把!


五十岁的科技圈大佬要创业


克里斯·安德森很多人可能不熟悉,他从2001年起担任世界著名科技杂志《连线》的主编,带领《连线》杂志迅速崛起,被《广告周刊》杂志评为“十年最佳杂志”。安德森本人分别于2006年和2009年提出了长尾理论和免费模式,成功预测了现代商业的发展方向,对科技产业发展产生了非常巨大的影响。这位科技圈的大佬放弃了《连线》杂志主编的工作,在2009年创立了3DRobotics ,这家公司核心技术就是3D打印技术!


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克里斯·安德森


安德森的很多朋友都劝他说,你都快50岁了,又有稳定的工作,等着退休安享晚年就好了嘛,还在一个前景未知的技术上折腾啥啊。安德森自己却坚信3D打印技术是比互联网还要重要的技术,在他出版的《创客》和公开场合发言指出,3D打印有它自己的无可替代的优势!


3D打印技术也有绝活


传统制造业在生产时,是通过裁剪、挤压、拉伸或者热熔原材料改变其形状达到预计的生产效果,这种叫减材制造,过程里面一定会有边角料的浪费。而3D打印则不同,它是在空间里面逐步增加原料来进行生产的,是一种增材制造,通过计算机模型很容易估算需要多少原材,几乎没有原材料的浪费。


3D打印另一个技术特点,就是只要不是需要的原材料种类太过庞杂,它在制作物件时是‘一体成型的’,区别于传统制造业的精细化分工协作。这就带来一个必然的后果,它缩短了产业链条,看过某子二手车的广告就知道,没有中间商赚差价嘛,而且还节省由于精细化分工带来的时间浪费。


传统制造业还有两个比较棘手的问题:除了面对产品更新迭代,需要追加设备投入的沉没成本外,还有面对形状太过复杂的产品没办法精细化分工生产。而3D打印完全不存在以上问题。


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3D打印制造的复杂工艺品

3D打印以上几个特点还不是最颠覆的。如果现在告诉你一家做3D打印制造的公司,它只需招几个工程师和几台电脑,其他什么生产设备,什么物流人员等等,统统不要,它照样可以生产!你一定会跳起来反驳,不对啊,初中政治课上不是有个叫马克思的大叔告诉我们,工业社会生产资料很重要,没有生产设备怎么生产?因为3D打印是数据驱动,设备不重要,数据和人才重要。就拿一家美国公司来举列,它在中国成都接到一笔1万件的生产订单,它只需要在成都本地随便找一家有3D打印机设备的企业,直接传送数据打印就行了,这样物流成本和运输时间全省了。


由于是数据驱动导致生产不再依赖设备的特性,稍微一推导,你马上会得出很多颠覆性结论:


1、传统的经销模式和现今主流的电商平台,将会被全部冲垮重新洗牌。未来生产厂家将打印数据传输给顾客自己打印,对买卖双方来说,可能是最大效率化,已经不再需要经销商和电商平台去整合买卖双方的信息资源。


2、小企业只需掌握核心技术和人员,通过外包生产商品,那么设备和场地这种沉没成本将不再是小企业面对的大山,会有更多底气跟大企业叫板,同时也会有更多崛起的可能。


3、物流运输行业将会遭受巨大的冲击


4、行业壁垒会被打破。假如未来一家汽车企业发现当下最赚钱的行业是家用电器,它决心进军家电行业,只是增加几个人员而已,这种低成本让行业壁垒形同虚设。


总之这种颠覆对整个社会来说,都是惊天动地级别的。


上面讲了很多,有个避不开的问题,毕竟现在3D打印不是主流技术。但是回望其发展历史就会发现一个很有趣的现象


3D打印的发展趋势


3D打印这个概念最早是在1892年由一位美国学者提出的,当然,那时候还只是个构想。直到将近一个世纪以后,也就是1984 年,才有人发明出分层实体制造技术,开始尝试将3D打印技术商业化。5年后,第一台商业机型成功面世。但是仅仅过了2年,就有人在这个基础上大幅度地迭代改进,发明了立体光固化成型技术,开始推出面向公众的商业打印机。


之后3D打印技术就开始飞速迭代,新的技术层出不穷,像激光烧结技术、紫外线光感和液滴喷射综合技术等等,大大提高了制造的精度。到2005年,人们开始研究怎么让打印机自己复制自己,就是说用一台3D打印机怎么打出另一台3D打印机。到2011 年,3D打印机已经可以打印出完整的汽车和飞机。


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3D打印制造的汽车

你看,从3D打印这个概念被发明出来,到制造出第一个成品,虽然用了100年的时间,但是后面的迭代速度是越来越快,有人把这种效应叫做荷塘效应,意思就是头一天你看一个荷塘里还只有几片荷叶,但是第二天再一看,整个荷塘就会被铺满,说的就是这个道理。那好,我们反观3D打印技术,照这个速度发展,还能说3D技术的普及离我们的生活很遥远吗?

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