3D打印技术还处在初始原点 中国或成领头羊

  谈论3D打印早已不是极客们的专利。在中国,它引发了从业界到官方,中央到地方的热议。不过,世界头号电子元件制造商鸿海集团CEO郭台铭近日开炮,声称“把3D打印机称为‘第三次工业革命’只是噱头而已”。

  对此,《3D打印:从想象到现实》一书的两位作者——康奈尔大学机器人研究专家胡迪·利普森(以下简称利普森)和曾在微软与康奈尔大学从事产品研发的梅尔芭·库曼(以下简称库曼)在接受本报专访时回应称,“第三次工业革命”的说法确有误导性,目前3D打印技术还处在最初始的原点,但3D打印的确是第三次工业革命开启的突出体现。

  金属打印市场最广

  《21世纪》:3D打印技术在上个世纪就被发明出来,但为何现在突然引起全球性的关注?

  库曼:我想有两部分原因。第一当然是科技的进步,包括对其他科技的转化。3D打印并非是通过其本身而演化的。其中一个很重要的驱动力是计算机和3D打印模型设计软件,将软件创建的文件输入3D打印机就能打印出物品。近年来,随着计算机的价格不断降低、设计软件飞速发展,人们逐渐能造出细致入微的3D模型图,并将其打印出来。

  第二股力量来自硬件成本的锐减。另外,零部件的体积也越来越小。以前,3D打印机只有大公司才买得起,现在家庭用户和小企业也有能力购买。

  从社会意义而言,中美两国其实非常相似。两个国家都在寻求产业创新。经常能听到的一个说法是,3D打印将引领新一轮工业革命。因此,3D打印机的火爆不仅是由于各种先进技术的交汇,而且源自人们对经济、社会如何进步的关切。

  《21世纪》:目前3D打印技术发展到哪个阶段?

  利普森:需要明确的一点是,在3D打印这个名称之下有各种各样的技术。提到3D打印,通常的联想到的是用小型3D打印机打印塑料制品,因为这样的打印机在街上就能看到。但是在3D打印的名目下还有很多更为先进的技术,它们正在扮演着重要角色。

  在工业生产里,有一些平常很难见到的大型3D打印机,比如3D金属打印机。如果你留意一下资金的走向,你会发现大部分的3D打印投资都是在大型工业打印机上。尽管大众3D打印机在数量上更多,但金属、陶瓷3D打印这些技术才是帮助工厂制造庞然大物的。所以从市场角度,市场最大的是金属打印,需求行业包括航空航天业等。

  其他工业应用还包括塑料打印,比如以ABS塑料为原材料等。这些都是现在进行时。现在我们还有越来越多的服务站,它们也不是家用的打印机,而是在云端提供服务。还有未来的市场,像是服务于生物学和医学研究的生物打印。食物打印未来也会逐渐兴起。一切都在徐徐展开。

  “第三次工业革命”真正到来还要等二三十年

  《21世纪》:3D打印技术的热潮是否意味着第三次工业革命已经到来?

  库曼:我认为这个表述实际上有点误导。回顾过去的工业革命,它们都要花上数十年的时间。比如第一次工业革命,英国花了30-40年。第二次工业革命,也就是人们所说的信息通信革命,经历了50多年并仍在进行当中。如果你观察中国的工业革命,它已经进行了30-40年,也还在过程之中。所以,当人们问是否3D打印会引发第三次工业革命吗?我认为,答案是“是”,但是要花上数十年的时间。现在我们当然还在起点上,但我想人们低估了它所需要的时间:要再过几十年,但人们却希望明年就发生,这是不可能的。

  利普森:但3D打印的确是第三次工业革命开启的突出体现,因为它将减少制造业的主要成本。如果你研究历史上的其他工业革命,就会发现,它们都是由类似的极大降低成本的技术所引发的。第一次工业革命是能源,和以往相比,能源动力几乎被下降到零成本。第二次工业革命是由计算机,而计算的成本几乎被降到零。被3D打印降为零的成本包括从图纸到制成复杂事物的成本,比如不管物体的复杂程度,它们的打印时间、打印能力要求、投资成本都差不多。处理复杂几何图形的成本几乎为零。而人类历史上,制造复杂物品通常更多的技术、资金和时间。因此,主要的成本降到零。我们认为,3D打印具备了第三次工业革命起飞的关键要素。前导时间(lead time)的变化也是一样。和传统制造业相比,从设计图纸到制造出实物,原来需要好几个月,现在几乎降到了零。为下一轮产品升级进行设计修改的成本、创造多样性的成本也低得可以忽略。所以很多东西一下子被缩小了。但要说第三次工业革命已经到来,还要等到二三十年以后,等到新的商业模式被发现出来,新的工作形式被创造出来,新的设计工具被发明出来——要运用好3D打印技术,必须要很有创意。

  现在还是最初始的原点(beginning of the beginning)。可能需要30年的时间,但一切都正在发生。从比例上看,相比全美2000亿美元和全球1万亿美元左右的传统大型制造业,现在所有与3D打印相关的产业大概只有25亿美元,还不到传统制造业的1%。比重虽然小,但现在在以每年25%的速度增长。按照这个计算,可能需要10到20年才能达到相当于传统制造业10%-20%的体量。这需要时间,但一定会实现。

  中国或成为3D打印领头羊

  《21世纪》:3D打印是否未来将取代传统制造业?

  利普森:我不这么认为。但它将分食一部分市场。今天很多被大规模生产的商品以后将被3D打印出来。在那些需要生产相对微小且复杂零部件的行业这已经成为现实,比如飞机制造业。波音公司每年大概要造100架飞机,不是100多万架。这些飞机大量复杂的零件使用3D打印而不是注射模具的方式来制造是合情合理的。但是对于牙刷制造行业都用3D打印来造就很荒唐。而那些全新的行业,比如牙套,每天都有5万个牙套被3D打印出来,在世界各地被广泛使用。每一个牙套都是度身定做,这样的大规模定制生产在3D打印出来之前是不可能的。这样一种商业模式是全新的。

  《21世纪》:即使3D打印的大规模推广还有待时日,但传统制造商仍然面临巨大的威胁。像中国这样的制造大国如何应对3D打印的挑战?这是否也会成为中国的转型契机?

  利普森:制造业对中国人来说是深入到日常生活里的事。在美国,人们觉得制造业是很遥远的事。而这里,人们对制造业习以为常。中国人对3D打印的兴趣真是非常大,我相信他们会很快掌握这项技术,并且找到新的商业模式。是的,3D打印将一定程度改变中国的制造业,但是中国人将找到新的商业模式;有些职业会随之消失,有些新职业将在国内被创造出来。

  回应郭台铭:不用3D打印,他的手机不会成功

  《21世纪》:世界制造大亨郭台铭曾经公开表示,他们30年前就开始用3D打印,但这项技术不能进行商业化推广。因为3D打印商品无法加上电子零件进行组装,也无法成为电子产品量产。如果可以,他的“郭”字就倒过来写。您如何看待他的这种评论?

  利普森:这个评论很酷,我们会把它放到下一版的书里,就像很多年前有人问“谁需要电脑啊”。正如刚才谈到的,目前3D打印还处于最初始的原点,以用同种材料打印复杂零部件为主。随着技术的发展,以后能实现同时打印多种材料、甚至打出带电路、可安装电子元件的整体性产品。3D打印的用途将越来越广。所以还是回到边界的问题。如果要3D打印实现百万量的大规模生产,近期还不可能;但如果是飞机制造业,在未来20到30年,超过一半的飞机零件都将通过3D打印制造。我说的不是手机零件。这两个行业是完全不同的。手机是以百万量生产的,而飞机则以千计。但是从资金层面,飞机制造业资金很充裕,手机行业也是。后者更多有无差别产品(commodity)的性质,即使上述技术瓶颈都突破了,也不值得都用3D打印。未来也许会发生变化。但3D打印目前不能广泛用来造手机并不意味着它是只一个花哨玩物。

  库曼:有一点要明确的是,手机之所以能迅速投入市场,很大的原因在于它们的零部件在设计阶段都是用到3D打印技术的。你打开手机就会发现,里面有不计其数的细小部件。之所以用3D打印,就是为了确保每个部分都能完美耦合。你不希望你设计完以后,拿到工厂,结果发现装不到一起去。微软的Surface平板电脑也用了3D技术。如果看3D打印产品的消费额,电子消费品的比重其实是最大的,它占了全球3D打印产品消费额的五分之一。我想郭先生看到的更多是终端产品,也就是整个手机。但是在过程当中,不把3D打印用在设计和产品策划,他的手机是不会成功的。

时间: 2024-10-26 22:05:45

3D打印技术还处在初始原点 中国或成领头羊的相关文章

3D打印技术兴起 行业人士看好市场

关注3D打印市场 3D打印技术兴起 行业人士看好市场 说到打印机,相信很多人想到的是打印照片.文档等等一些平面打印,但您能想象,有这样一种打印机,不但可以打印手机.打印家具.打印房子,甚至还能打印出来一个"你"吗,这不是天方夜谭,这是一种新型的技术-3D打印. 在这里也和您简单地介绍一下3D打印, 3D打印就是快速成形技术的一种,它运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层又一层的多层打印方式,最终可以直接打印出产品,形成"数字化制造".最早的3D打印技术出现于上个

2016“长风论坛”:3D打印技术的发展 从人才培养的四方面说起

近几年3D打印技术在传统教学中已悄然兴起,在工程设计.历史.车辆工程等专业得到了不同程度的应用.但尽管这样,3D打印技术在国内市场的发展过程中也有许多不容忽视的困境.教学平台的缺乏.师资力量的薄弱等都制约了技术的更快普及和发展. 为提高3D打印人才培养质量,实现工业转型升级过程中3D打印人才需求,11月27日,工信部人才交流中心与中国盐城市盐都区委.盐都区人民政府共同举办的"长风论坛"在江苏省盐城市召开,共同探讨时下3D打印在教学.人才培养等方面的问题. 人社部直属中国人事科学院研究员

美尝试首用3D打印技术制造太空摄像机

CubeSat卫星级50毫米拍摄仪器的镜子和整个光学机械结构.科技日报讯 (记者常丽君)预计到今年9月末,美国国家航空航天局(NASA)将制造出迄今首台零部件几乎全部由3D打印而成的太空摄像机.NASA戈达德太空飞行中心航空工程师杰森·巴蒂诺夫说:"据我所知,我们是第一个尝试建一台完全由3D打印的仪器."3D打印也称为增材制造,在3D计算机辅助设计(CAD)模型的指令下,由计算机控制激光熔融金属粉末再凝聚在一起.由于部件是一层层打印的,还能设计打印部件内部结构,这是传统制造方法做不到的

3D打印技术遭PE/VC滑铁卢:深创投退出3D打印龙头

3D打印缘何"遇冷"? 中国的年轻人为科技博客上3D打印的是是非非兴奋时,作为早期投资者,深创投最近却从国内主要3D打印企业武汉滨湖机电技术产业有限公司(下称武汉滨湖)实现了股权退出. 3D打印原是快速成型技术中的一种工艺(3DP),通过喷墨的方法用液体黏结提前铺好的粉末,以"打印"横截面的方式逐层创建各部件.由于它采用"加法"形成物体,故又被称为"增材制造".近年来媒体将这一形象称谓推广到所有快速成型工艺-其基本原理均是由&

NASA将在空间站演示用3D打印技术制造工具

据http://www.aliyun.com/zixun/aggregation/33114.html">中国国防科技信息网报道,美国航空航天局(NASA)将于3721.html">2014年8月将3D打印设备送至空间站中.通过与位于加利福尼亚州的太空制造公司合作,NASA将在明年对新的3D打印设备进行测试,该设备将能及时地制造宇航员所需的工具和材料. 美国航空航天局马歇尔飞行中心3D打印项目经理Niki Werkheiser表示,"我们即将送入空间站的3D打印设

工信部拟制定3D打印技术中长期发展战略

工业与信息化部近日表示,将通过加大财政支持力度.研究制定17895.html">路线图等多项举措支持增材制造http://www.aliyun.com/zixun/aggregation/31091.html">技术发展(编注: 所谓"增材制造技术",即俗称的 3D打印技术). 根据工信部网站18日消息,工业与信息化部副部长苏波14日出席了中国工程院.工业和信息化部等联合举办的2012年增材制造技术国际论坛.在此次会上,苏波称,中国要更加 注重先进 制造

美国军方大和学共同研究3D打印技术优化导弹性能

&http://www.aliyun.com/zixun/aggregation/37954.html">nbsp; [科技讯]5月28日消息,据国外媒体报道,近日美国陆军航空与导弹研发与工程中心.美国国家宇航局马歇尔太空飞行中心(MSFC)和阿拉巴马州立大学开展一项合作,通过共享知识和资源来推动增材制造(3D打印)技术的发展与应用,优化导弹结构性能. 3721.html">2014年5月,美国陆军航空与导弹研发与工程中心和马歇尔太空飞行中心正式成立了增材制造集成产

《3D打印:正在到来的工业革命(第2版)》——1.1节3D打印技术

1.1 3D打印技术你一定很好奇,神奇的3D打印技术到底是如何工作的?从广义上来说,这个过程不外乎是目前办公室和家庭中普遍使用的2D打印技术逻辑上的演变. 许多人都非常熟悉能打印常见文档或照片的喷墨打印机或激光打印机.打印机靠控制墨水或墨粉,在纸张表面生成文字或图像.3D打印机采用类似的方法,通过逐层控制"建筑材料"在3D空间的位置和黏合力来制造物体. 要用3D技术打印一个物体,首先电脑里应存在一个数字模型.这或许需要通过使用计算机辅助设计(CAD)或其他用于制作3D模型的软件来手工完

3D打印机和3D打印技术正在发展

但短期内这一技术的发展将专注于商业和医疗市场,而3D打印在消费类市场的普及至少还要5到10年时间.通过3D打印技术,用户可以使用塑料.金属和蜡等材料打印出3D形状的物体.近年来,已有许多厂商推出了3D打印机,而将3D打印技术用于手术和时尚也引起了外界对这一技术更大的兴趣.然而根据Gartner的报告,在这一市场面向消费者全部打开之前,仍有许多障碍需要克服,其中之一在于3D打印机高昂的价格.Gartner研究副总裁皮特·巴斯利尔(Pete Basiliere)表示:"消费类3D打印机获认为,目前,