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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
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【3D打印開花宣言】 已有12人參與
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【3D打印開花宣言】(上)人人皆可制造的時代 2013/03/08 00:00 【日經(jīng)BP社報道】3D打印機的制造業(yè)認知度突然大增。3D打印的市場正要開花,制造業(yè)正要因此而掀起一場重大變革。這種變化對制造業(yè)而言是威脅還是推動力?讓我們一起展望未來。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]隨著3D打印機*1的普及,制造業(yè)的世界面臨重大變化。在既有常識未能想到的領(lǐng)域,來自3D打印的產(chǎn)品和服務(wù)已經(jīng)開始展露頭角。 *1 3D打印機:文中的3D打印機是指根據(jù)3D數(shù)據(jù)制作截面圖,通過逐層疊加材料制造立體形狀的所有使用Additive Manufacturing技術(shù)的裝置。一般多指從可動噴頭噴射材料成型,也就是利用印刷技術(shù)的裝置。通過激光照射使光固化樹脂硬化,或者燒結(jié)金屬和樹脂粉末形成立體形狀的類型有時并不稱為3D打印機。 2013年1月,芬蘭諾基亞(Nokia)公開了該公司手機后蓋的3D數(shù)據(jù),供用戶使用3D打印機進行DIY。企業(yè)公開自身產(chǎn)品的3D數(shù)據(jù),把制造交給用戶可謂是一項劃時代的舉措。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]日本的CAD/CAM供應商FASOTEC公司(總部:千葉市)與婦產(chǎn)科診所廣尾Ladies合作,開始提供利用3D打印機為打印腹中胎兒模型的服務(wù)。在2013年2月于東京都內(nèi)舉辦的一場以情人節(jié)為主題的體驗活動上,一位女觀眾制作了自己頭像的巧克力,其模具也使用了3D打印機(參見“【3D打印機開花宣言】(下)十大應用案例”)。 這些事例意味著在今后,原本只是買方的用戶將能夠成為商品的制作者,能夠策劃或設(shè)計出制造企業(yè)以往沒有提供的新產(chǎn)品。而且,可以實現(xiàn)向每位用戶提供不同產(chǎn)品的終極定制生產(chǎn)模式。于是,在街頭巷尾,一場隨著3D打印機的普及,用戶走進制造業(yè)的大變革開始了。 引發(fā)變革的3個理由 3D打印機的利用始于制造業(yè)的試制步驟。正如把3D打印又稱作“快速成型”一樣,與以往方法相比,3D打印的最大優(yōu)點是能在短時間內(nèi)完成試制品。正因為如此,即便是裝置價格高達數(shù)百萬~1000萬日元的3D打印機,也能擁有足夠高的性價比。 近年來在制造業(yè)用注射成形或者沖壓工藝來制造模具、或者生產(chǎn)線上使用的夾具,擴展了成形以及沖壓的應用范圍。但這些做法基本上都是對制造業(yè)原有加工方式的替代,沒有帶來現(xiàn)在象3D打印機這樣的巨大變革。 那么,為什么使用3D打印機提供的產(chǎn)品和服務(wù)會在今天開始掀起熱潮了呢?其背后主要有3個理由。也即源于“裝置低價化”、“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的充實”、“造型材料的品種增加”的快速進步。 “裝置低價化”方面,最近幾年,向可動噴嘴的尖端供應線狀樹脂,在噴嘴部分熔化樹脂后逐層打印立體模型的3D打印機,接連推出10萬日元左右的產(chǎn)品。這使得過去無意使用3D打印機的個人和非制造業(yè)企業(yè)也萌生了導入3D打印機的想法。 3D打印機供貨量的增加也印證了這一點(圖1)。2011年,全世界個人用3D打印機的供貨量達到了約2.3萬臺,激增到了上年的4倍左右,2012年以后增長得應該更快。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][tr][td]圖1:3D打印機供貨量激增3D打印機供貨量不斷增加,2011年個人用3D打印機的供貨量增加尤為顯著。[/td][/tr][/table] 在“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的充實”方面,隨著SNS(社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù))推動的信息交流日趨活躍,3D打印機相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(電子市場)等也相繼涌現(xiàn)(參見“【3D打印機開花宣言】(下)十大應用案例”)。3D打印機及其作用逐漸為人所知。而且,無需購買3D打印機即可購買到造形物體的環(huán)境已經(jīng)形成。 在“造型材料的品種增加”方面,3D打印機使用的新材料不斷被開發(fā)出來,范圍甚至覆蓋了制造業(yè)以外的其他商用領(lǐng)域,比如醫(yī)療和食品等。 技術(shù)開發(fā)速度加快 那么,隨著3D打印機在一般社會中的認知度的快速攀升,今后會發(fā)生什么呢?答案是產(chǎn)品開發(fā)的進一步加速和市場的進一步擴大。由于3D打印機低價化等因素的推動,3D打印機市場正在擴大,涉足該市場的企業(yè)數(shù)量也隨之增加。企業(yè)之間的競爭愈發(fā)激烈,從而進一步推動價格的降低、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的充實以及造形材料品種的增加,也就是進入“正循環(huán)”(圖2)。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][tr][td]圖2:3D打印機環(huán)境的變化隨著造形材料、裝置的進化,以及低價格化,用途逐漸擴大,用戶層也在壯大。在正循環(huán)的作用下,材料和裝置進化和低價格化還將繼續(xù)。[/td][/tr][/table] 迄今為止,通過在制造業(yè)使用3D打印機,使得材料和性能的進步、以及低價格化這一循環(huán)過程得到了一定程度的發(fā)展。 而現(xiàn)在出現(xiàn)的正循環(huán),在性質(zhì)上與以往有著本質(zhì)上的不同。隨著3D打印機覆蓋到包括一般民眾在內(nèi)的非制造業(yè)領(lǐng)域,制造業(yè)以外的豐富資源和技術(shù)都將得到運用,從而使技術(shù)開發(fā)達到一個前所未有的速度*2。低價格化的速度將會更快,造形材料的種類也將激增。 *2 有望朝著傳統(tǒng)制造業(yè)常識無法想像的嶄新方向進化。 正如智能手機轉(zhuǎn)眼之間取代了普通手機一樣,正循環(huán)一旦形成,市場就無法馬上萎縮。從這個意義上來說,3D打印機市場可以說已經(jīng)綻放出了美麗的花朵。(未完待續(xù),記者:中山力,《日經(jīng)制造》) 【3D打印開花宣言】(中)十大應用案例 用戶變?yōu)橹谱鞣?/b> 1 DIY智能手機殼 芬蘭諾基亞于2013年1月公開了Windows Phone“Lumia 820”后蓋的3D數(shù)據(jù)“3D-printing Development Kit”。用戶可以直接使用該數(shù)據(jù),以喜歡的顏色進行3D打印,也可以定制圖案。數(shù)據(jù)包括組裝成品的3D數(shù)據(jù)(下方藍色部件),以及6個構(gòu)成組件的3D數(shù)據(jù)(下方灰色部件)!癓umia 820”的理念原本就是讓用戶自由換殼。在美國,這樣的后蓋售價為25美元。(攝影:諾基亞) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]2 自制選配件 瑞典Teenage Engineering也公開了產(chǎn)品的3D數(shù)據(jù),提供了用戶利用3D打印機制作部件的機會。該公司在官網(wǎng)上公開了音樂合成器“OP-1”選配件(背帶部件等)的3D數(shù)據(jù)。另外,3D數(shù)據(jù)還可以通過“Shapeways”網(wǎng)站下載。用戶下載數(shù)據(jù)后,可自己利用3D打印機進行制作,也可以從Shapeways上購買利用3D打印機制作好的成型制品。當然也能買到企業(yè)提供的部件。例如,名為“Pitch Bend”的選配件(下圖右上方紅色部件),在企業(yè)的直銷網(wǎng)站上售價為9美元,而在“Shapeways”上的成型制品有4種顏色,售價為3.57美元到4.47美元。(照片提供:Teenage Engineering) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]終極定制 3 給用戶的設(shè)想賦予形狀 INCS(總部:東京)經(jīng)營的3D打印服務(wù)“Inter Culture”銷售3D打印機成型的各種商品。右下圖是裝點葡萄酒瓶的裝飾品;拘螤钣蒊NCS提供,文字(Message)部分由用戶定制。左圖(發(fā)射臺)與中下圖(運輸火箭的車輛)是與萬代的“成年人的超合金 土星5號運載火箭”一同陳列的商品。運輸火箭車輛的誕生源于與消費者之間的意見交流。即便是銷量難以估計的產(chǎn)品,也可以使用3D打印機靈活地應對。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]4 任何設(shè)計皆可 利用3D打印機可以設(shè)計出非常個性的產(chǎn)品。圖為3D打印機生產(chǎn)商美國3D Systems的關(guān)聯(lián)企業(yè)——荷蘭Freedom Of Creation通過Web網(wǎng)站銷售的凳子和燈罩。(攝影:3D Systems) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]任何人都可以策劃、設(shè)計 5 制造世界上獨一無二的情人節(jié)巧克力 在2013年2月2日和9日舉辦的“贈送超高檔肖像巧克力”體驗活動上(東京澀谷“FabCafe”與K's Design Lab(總部:東京)聯(lián)合主辦),參與者首先掃描自己的相貌,獲得3D數(shù)據(jù),然后利用3D打印機制作原型(左下圖)。把原型轉(zhuǎn)印到硅膠模后,只需注入巧克力待其凝固,即可得到酷似自己長相的巧克力(右下圖)。參加的近20位女性都是從未接觸過3D打印機的普通消費者。通過3D打印機,以前無法想象的服務(wù)也可以提供給一般消費者。這個體驗活動據(jù)說還受到了著名巧克力制造商的關(guān)注。3D打印機在食品加工領(lǐng)域今后也有望得到更多活躍的機會。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]6 藝術(shù)家躍躍欲試 藝術(shù)家也開始使用3D打印機。右圖是雕刻家名和晃平的作品。這是2012年在韓國展出的高13×寬15×縱深12m的巨型作品《Manifold》的1/30模型,成型采用3D打印機。制作微縮模型是為了研究光線效果和仰望時的感受。作品前方是人的1/30模型,通過制作微縮模型,可以對展示方式進行模擬探討。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]7 讓觀展者親手觸摸的石器復制品 2013年2月2日~3月17日舉辦的“驚天博物館藏品展——好奇心穿越時空、跨越世界”(明治大學博物館、南山大學人類學博物館、名古屋市博物館聯(lián)合策劃)展出了埼玉縣砂川遺跡出土的舊石器時代石器(國家指定重要文化財產(chǎn))(下圖)。主辦單位利用3D打印機制作了石器的復制品,提供給觀展者提供了親手觸摸。考古學、文化財產(chǎn)等領(lǐng)域同樣是3D打印機活躍的舞臺。(攝影:明治大學博物館、名古屋市立大學研究生院藝術(shù)工學研究科) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]8 幫助醫(yī)生提高技能 醫(yī)療機構(gòu)也在加大對3D打印機的利用。骨骼立體模型(下圖)除了外觀形狀之外,還重現(xiàn)了切斷時的質(zhì)感。通過使內(nèi)部達到多孔的效果,使用樹脂材料可以得到與實際骨骼相同的觸感。內(nèi)臟的立體模型(右下圖)是根據(jù)患者的CT掃描數(shù)據(jù),利用3D打印機制作的立體模型。通過使用透明材料,血管、病灶等內(nèi)部情況清晰可辨。在向患者說明病情和手術(shù)參照等用途中已經(jīng)得到了應用。(攝影:FASOTEC醫(yī)學工程中心) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]9 驗證醫(yī)療器械的功能 對于熟悉醫(yī)療器械的功能和操作練習,各式各樣人體仿真模型必不可少,腹腔鏡手術(shù)使用的骨盆仿真模型(左下圖)和胸腔鏡手術(shù)使用的仿真模型(右下圖)等都已經(jīng)投入了實用。不只是醫(yī)生,這也是醫(yī)療器械企業(yè)需求強烈的用途。(攝影:FASOTEC醫(yī)學工程中心) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]10 留下腹中胎兒的成長記錄 Fasotec的醫(yī)學工程中心于2012年7月,與婦產(chǎn)科診所廣尾Ladies(東京惠比壽)合作,啟動了名為“天使之形”的3D打印服務(wù)。服務(wù)的內(nèi)容是通過MRI拍攝孕婦腹部,母體用透明樹脂、胎兒用白色樹脂成型(左下圖),或是使用在廣尾Ladies接受診斷時的3D超聲波圖像,對胎兒進行局部成型(右下圖)。前者的價格約為10萬日元,后者約為5萬日元。 [table=430,#ffffff,,0][tr][td] [/td][/tr][/table]銷售3D打印機成型品和3D數(shù)據(jù)的網(wǎng)站 下圖是美國3D Systems經(jīng)營的銷售網(wǎng)站“Cubify”的畫面。網(wǎng)站除了為該公司的個人3D打印機“Cube”和“CubeX”用戶提供信息交流平臺之外,還向公眾銷售3D打印機數(shù)據(jù)、或者用戶上傳3D數(shù)據(jù),利用Cubify的成型服務(wù)制作成品的服務(wù)。右圖是美國Shapeways經(jīng)營的市場網(wǎng)站“Shapeways”的畫面。該公司不僅使用樹脂材料,還擁有可以使用金屬材料的3D打印機,立體模型成型服務(wù)涉及的材料十分廣泛。(未完待續(xù),記者:中山力,《日經(jīng)制造》) [table=430,#ffffff,,0][tr][td] ![]() [/td][/tr][/table] |
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新蟲 (初入文壇)
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目前3D打印機的產(chǎn)品實用性還有待拓展,行業(yè)發(fā)展突然引人注目有一定資本炒作之嫌。 3D打印技術(shù)很早就開始起步,但還有很多技術(shù)缺點一直未能解決,材料種類受限制,成品強度需要新的評估方式。 二是生產(chǎn)效率低下,簡單的一些小零件一次制造時間非常長,節(jié)省了工序并沒節(jié)省生產(chǎn)時間。 三是目前還需要市場來驗證3D打印機的可行性。價格下不來,實現(xiàn)不了利潤的轉(zhuǎn)化,必定也阻礙3D打印技術(shù)的研發(fā)。 3D打印技術(shù)還有很長的路要走,個人認為與傳統(tǒng)工業(yè)不存在對立關(guān)系。隨著技術(shù)越來越高,可能慢慢融入到傳統(tǒng)工業(yè)中去。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)方式繼續(xù)發(fā)揮長處,3D打印技術(shù)把最新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明用來彌補傳統(tǒng)工業(yè)的短板,相輔相成,各司所長。 |
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