最近一年来,就像当年风靡一时的纳米材料一样,3D打印这个概念在众多媒体出现,但却很少有媒体在报道的时候清楚给出3D打印的特点和打印过程。就让我们先从这里说起吧:3D打印的技术名称是“增材制造”,这是对实际打印过程比较贴切的描述。3D打印过程如下:3D打印机在设计文件指令的导引下,先喷出固体粉末或熔融的液态材料,使其固化为一个特殊的平面薄层。第一层固化后,3D打印机打印头返回,在第一层外部形成另一薄层。第二层固化后,打印头再次返回,并在第二层外部形成另一薄层。如此往复,最终薄层累积成为三维物体。在人类历史的大部分时间里,我们通过切割原料或通过模具成型制造新的实体物品,而3D打印独特的制造技术让我们能够生产前所未有的各种形状的物品。
3D打印不是一种新技术,《3D打印:从想象到现实》这本书的作者之一利普森教授早在30年前就接触了3D打印。但当年,如同许多开创性技术一样,由于3D打印工艺过于复杂和低效,机器设备昂贵,利润率敏感的制造企业难以接受,3D打印机并没有引起制造业的革命。在过去的几年里,由于受到计算能力、新型设计软件、新材料、创新推动及互联网进步的推动,3D打印技术发展迅速,而它对制造业的改变将是空前的。
制造业的一大困境是如何又好又快地生产产品,又压低制造成本,过去,解决这一困境的核心在于被称为“规模经济”的基本经济规律。规模经济是支持现代工业经济的无形力量,是使大规模生产有利可图的经济规律。但大规模生产极大的隐性成本之一是牺牲产品的多样性。为了获取规模经济收益,企业必须经得住改变产品设计的诱惑,除非有大量的市场机会能够确保投资有利可图。每一次设计的改变,每个小小的升级或变化,都会触及底线。想想微软和苹果的例子,大家就很明白了。和大规模生产相反,工匠能轻松生产多样化和定制的产品,但是产出量比较小。3D打印技术提供了一条融大规模生产和手工生产于一体的新途径。
尽管许多政府机构、科技公司和学术研究组织认为3D打印的未来市场非常乐观,但也有人对3D打印业务态度谨慎。分析师特里·沃勒斯认为,尽管消费者愿意为漂亮的3D打印产品花高价,但“大多数消费者不会自己购买或操作3D打印机制作产品,他们会去电商或者实体店购买这些产品。大多数人都不知道、也不关心这些产品是如何生产出来的——与他们现在购买商品的方式没有区别”。另外,横亘在3D打印未来市场的就是知识产权问题,新的制造方式降低了制造产品的技术成本,无疑将增加保护知识产权的困难,而这个问题尚待解决。
除了3D打印的发展前景问题,另一个问题常常被人提及:3D打印这项新技术是否会影响就业。作者给出了自己的答案:按照经验,像其他革命性技术一样,3D打印将以不可预测的全新方式改变就业前景。就像互联网高速发展之前的旅行社,由于互联网的蓬勃发展,更多的人选择自由行,或者在网络上获取旅游信息、订制旅游服务,占据了原本属于旅行社的市场份额。同样的道理,3D打印技术将创造新的商业模式,淘汰旧的商业模式,一些工作会被取代,还会出现全新的职业。
对于依赖廉价劳动力和大规模生产的中国,这无疑是个巨大挑战。特里·沃勒斯采访世界领先的3D打印公司时,他发现消费电子公司是3D打印产品和服务的最大用户,接下来是汽车领域、医疗和牙科产业以及航空制造业。沃勒斯的市场数据表明:美国的3D打印机大概占全球总量的40%;德国和日本的公司也在积极探索和使用3D打印机,3D打印机数量均占全球总量的10%;但中国的3D打印机数量仅占全球总量的8.5%。
《3D打印:从想象到现实》,[美]胡迪·利普森、梅尔芭·库曼著,赛迪研究院专家组译,中信出版社2013年4月,49.00元