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3D打印开启“魔幻现实主义” 草根企业如何把握“钱途”

发表于:2019-10-21 15:13 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  21世纪的前10年,是电影《哈利波特》热播的时代。但是谁也不曾想,现实生活中却也出现了神奇的魔法。

  不少人都看过猪推进去,而香肠推出来的机器,那是原料加工器;但很少有人能够看到,一台看似平淡无奇的打印机,却能打印出衣服、汽车模型、飞机,更有甚者,利用细胞介质还可以打印出人体各个器官。而这种机器,就是时下非常火爆的3D打印机。

  有人说3D打印机的神奇之处在于,它即将完全改变人们对传统制造的印象-原来制造业也可以告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具。所以我们说,3D打印机将真正带来以数字化为核心的第三次工业革命浪潮。中科院计算技术研究所上海分所所长孔华威表示。

  颠覆性的技术革命

  自出现那一刻开始,3D打印技术一直被人褒奖为无所不能。这是一项颠覆传统生产方式的革命性技术,有人誉为是继蒸汽机、电脑、互联网后又一项伟大的发明。更有甚者,有未来学家预言,3D打印技术将对人类生活、学习和工作产生深远的影响。

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  由于3D技术可自动、快速、准确地将产品设计直接转化为实物,因此将有效缩短产品研发周期、提高产品质量并缩减生产成本。孔华威介绍,比如在汽车领域中,70~80%汽车复杂系统的配件都可以用3D打印机打印出来,这对于3D打印机的应用至少是一个重要的方向。

  他表示,3D打印还给设计产业带来了巨大的改变。那些比较复杂的设计,与人感觉相关的设计,在3D打印机这里能够较好地制作出来。用3D打印能够把那些需要设计得很微观的模具或者鼠标等形象地打印出来。不仅如此,原来从设计到样品制作出来需要两三个月之久,但利用3D打印机,只需要两三天就可以了,这将给未来的设计产业将带来很大的变化。

  也有实践证明,通过3D打印机设计出来的产品也神奇般地得到了应用。2011年8月,英国南安普敦大学设计并试飞了世界上第一架打印飞机,飞行时速达100公里,其材质质地紧密程度超乎想象。同年9月,世界上第一辆打印汽车在加拿大亮相,单缸发动机制动功率8马力,最高时速可达112公里。

  更有甚者,最新的第四代3D打印机除了能打印汽车和房子,还能打印珠宝、牙齿和血管,它对于人类的影响力已经越来越大。

  这些例子,似乎把人拉进了魔幻现实主义的世界中,更多的人似乎从中解读到无限的可能。以至于2012年7月,美国宇航局称在研究未来3D打印宇宙飞船,此外还正在测试一种太空3D打印机,供宇航员在太空打印所需物品。人们似乎隐隐地感觉到,3D打印机的时代正在来临。

  国内风投开始介入

  正因为3D打印机给人们带来了强烈的思想冲击,它在全球范围内也已经井喷式地增长着。来自WohlersAssociates的数据称,2012年3D打印机的市场规模在17亿美元左右,到2015年该市场的规模将达37亿美元。

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  而该产业在国内同样发展迅速,美国机械工程师学会理事长MarcGoldsmith曾表示,2010年中国占全球市场份额的6.5%,2011年占8.6%。到了2012年,更是一发不可收拾。可以显见,3D打印技术的发展已经势不可挡,它为制造业打开了一扇的新大门。

  由于饱受追捧,也让3D打印机热燃烧到了资本市场。已有美国两家3D打印机生产商在8月股价大幅上扬,国内的A股市场也不甘寂寞,涉及3D打印领域的企业股价连创新高。相关资料显示,由于3D打印需运用到激光技术,东部沿海的一些生产激光晶体元器件的上市企业股价出现不小涨幅。一些资本也陆续向相关企业抛下了橄榄枝。据了解,目前国内已经有几家风险投资基金投资了相关的3D打印领域的企业,孔华威透露,其所属的风投基金就正计划投资一家3D打印企业。

  上世纪七十年代就已有概念提出的3D打印机之所以在如今突然火爆,因为数字技术进入了桌面化时代,它与分布式制造挂靠在一起,并且与分布式能源结合,便成为第三次工业革命的两个轮子,就开始火起来了。孔华威介绍,3D打印被搬到了桌子上,逐渐的便捷化也让越来越多人所熟知。

  想象一下3D打印机对制造业和物流业的革命。某天,你坐在家里,通过淘宝向商家订购一个玩具,但你不用等待几天后快递送到你楼下让你下楼去拿。只需轻动鼠标,商家通过网络发给你一个CAD文件,你直接在家里就能打印出来。而这一旦应用到工业化大生产之中,当公司能够在需求产品的地方打印出急需的零部件时,为什么还会从国外空运呢?

  还有最后一公里

  虽然3D打印市场潜力巨大,以3D打印为代表的数字化、智能化制造以及新型材料的应用,将推动实现第三次工业革命,成为引领未来制造业趋势的众多突破之一。但是目前它并没有人们所想象般的万能。3D打印技术在美国正如火如荼地产业化,但目前在国内还处于初级发展阶段。孔华威说,目前还有不少问题存在。

  首先是核心技术跟不上。目前3D打印机有很多技术上的问题都没有解决。最为明显的是材料的局限性。现在粉末材料能加工成零件的主要是塑料、树脂、陶瓷、金属等,比较有限,而陶瓷、金属加工所需温度非常高,目前技术并不成熟。

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  最为关键的,是不同的材料还不能混在一起打。现在只能是一次打印一种材料据孔华威介绍,现有的3D打印技术只能生产由一种材料组成的零件,再组装成成品。至于一次性直接生产汽车、飞机的说法,目前还有一定距离。

  此外,3D打印机最核心部件是喷嘴。目前喷嘴有几种:用胶漆喷的和铺粉后再用激光融化后进行打印的(后者做金属类的东西)。此外,就是金属和非金属兼容的喷嘴。后者一般要同时用到两个喷头,目前国内还没有这个技术,连国外也无法解决。

  技术上的屏障,使3D打印机性能还有待进一步提升。有业内人士反应称,由于3D打印机采用层层叠加工艺,层和层之间的粘结再紧密,也无法和传统模具整体浇铸的零件相媲美;同时,每一层的厚度再薄,也是一层一个坎,外表面仍需打磨才能满足精度要求。

  而国产的性能相比海外,在高端品种上更是存在差距。比如说国产的打印机出来的丝不如国外的干净,材料的不光滑让打印出来的产品看起来不那么漂亮。孔华威介绍。

  与此同时,价格因素也成为3D打印机发展的瓶颈。目前3D打印机的价格差距悬殊,低端的家用型价格低至数千元,但高端的价格可以高至数百万元。不仅如此,打印所需原料价格也是差距甚大。低端原料国内已经能自产,价格比较便宜,但高端的只能从国外进口,价格很昂贵,导致成品价格也非常贵。仅以一个飞机小零件3D打印而言,打印这种部件的金属粉末原料,一公斤需8万元,这个零件从3D打印出来至少要卖2万元,其价格之高令人乍舌。

  不容忽视的是,虽然3D打印能够打印出各种新奇的设计,但它却无法应用于工业化大批量生产。如果新研发一个新产品,单件小批量生产,用3D打印肯定比传统开模具生产要快。但如果批量生产,3D打印显然不适合。就和普通打印一样,打印几张纸用打印机很快,但如果印书,到印刷厂做成模板再印则快得多。

  也正因此,前几代3D打印只能打印纸质、塑料模型,打印时间长,打印成本高,打印过程中还会产生污染,不够环保,导致3D打印机会不断推陈出新。但随着一些新技术的攻克,国内已经出现了不少3D打印机生产商。目前上海已经有两三家在做,杭州等城市也陆陆续续在做这个3D打印。孔华威介绍。

  虽然3D打印机在国内慢慢地铺开市场,但在饱受追捧的背后,不少专家也开始隐隐地担忧,核心的技术还掌握在国外手中。3D打印机在中国发展的出路在哪里?

  目前,最好的方式是利用这一领域的开源,我们可以把国外的图纸、控制器都拿到国内,这样国内与国外就处于同一起跑线了,即便万一这行业由开源走向封闭,那么国内还可以根据之前的积累往前走。孔华威介绍,如果真正要解决一些技术上的问题,还需要大量的时间和精力去投入,这里需要政府包括政策、资金等全方位的持续支持。如果核心技术没有突破,3D打印机在火爆之后就难以为继。在这一方面,前几年新能源产业从朝阳产业迅速沦落的经历或许可以为我们敲响警钟。

  中小企业面临的窘境

  3D打印像是一个很流行的概念,所有人都在说它,那些曾经创造流行科技概念的人,甚至亲自参与其中。于是乎,3D打印代表了革命性的未来成为了一个众人确认的观点。为了方便描述,这里我们暂且把所有的快速成型技术,包括激光烧结等等都称之为3D打印,那么,目前3D打印在西方和上游产业刚刚开始兴盛,国内的小企业和个人还有三四年的时间可以思考如何在这个未来中卡准位置,分到一杯羹。

  那么,假如克服材料的成本和强度难题之后,3D打印会给我们带来什么。

  1 模具厂商的悲歌

  现在有些大型机械设备厂商和汽车厂商已经开始用3D打印制作大型零件模具了,未来一旦克服相关技术难题,中小模具企业只有更快的倒闭的份了。

  2 原料供应商和海运企业的利好

  对于原料业、比如矿业、高度机械化的化工集团等等,原本就是资本大头,谈不上复兴,但3D打印无疑会让他们锦上添花。大量的金属、农副业材质、化工复合材料的粉末产品需求甚至会赶超主流的成品材料。3D打印一旦普及,台面上现成的摆着100%的订单增长。而这种对于原料需求的增长,本质上是3D打印具有的去中间环节的特点。那么上游的海运业无疑也获益颇多。整个地球将更大程度地参与分工来提高原料的产能,降低成本和消耗。

  3 加剧区域垄断

  3D打印机并非一种标准生产工具,正如每个国家都能生产机床,但造出高精密的机床的国家,比有核国家还少。更精密的3D打印机,更精确的数据模型将成为事关制造业的核心竞争力。这种垄断,比现在依靠高级技工实现的工艺垄断更加彻底。

  中小企业要勇于尝鲜

  根据美国消费者电子协会发布的最新年度报告,2012年,全球3D打印市场(包括相关材料)规模为21亿美元,这一数字比2011年增长了4亿美元,涨幅达到25.53%。随着汽车、航空航天、医疗保健等市场需求的持续增长,3D打印的市场规模保守估计在2017年将超过50亿美元。

  在我国,3D打印技术虽然只是刚起步,但目前,小型3D打印机已经成为了一块看得见的市场。在淘宝网上,已经有不少万元以内的3D打印机在售,有勇于尝鲜的中小企业从国外进口核心部件,做几款样机,或者模仿进口的3D样机做研发。富庶而开放的江浙一带也有不少企业在运用这项技术,仅昆山一地,就有20余家企业利用3D打印为周边发达的产业集群提供设计打样服务。

  虽然这些企业的核心技术还是国外的,但并不会影响3D打印机的销量和使用。业内人士认为,中小企业可以通过开源软件不断地完善、改进3D打印机,不断提高产品的商业价值。

  虽然目前3D打印技术无论是在国内还是国外,都没有到了给行业带来根本变化,并引发技术革命的阶段,大家都还在尝试,市场份额也并不如相象中那么大。但正因如此,如果中小企业能够在现阶段勇于去研发、去实验,那么当未来3D打印浪潮真正袭来的时候,企业就能够把握市场并能够占领市场,而并非只是跟在技术的尾巴上打酱油而已。

  在2012年12月14日的增材制造技术国际论坛上,工信部副部长苏波透露,中国将提速3D打印技术的研发和产业化。这一信息标志着3D打印正式纳入了中国工业主管部门的视野。

  中小企业通常都是一个国家创新体系中最活跃的群体。因此有专家认为,在3D打印领域,主体市场应该是由中小企业把控,而非传统制造大企业。三维显示仅是一个应用方向,而非共性技术。一个应用方向是否能够发展起来,应该由企业去试错,最终以市场是否接受为导向。

  中小企业可以考虑发展的方向

  1 3D扫描仪

  如果是原有相当的资源、渠道、完整上下游链条的团队二次创业或者内部创业,那么最应该做的,是与3D打印机匹配的3D扫描仪。3D扫描仪无疑是民用3D打印机的上游。工业和军事使用的3D打印机,其执行的任务大都需要由工程师精密的建模、设计,实现需要的功能。但对于家庭3D打印任务而言,这是不切实际的。太极客的东西无法普及。从想制造什么就制造什么到人人都可以制造,缺失了一个自动建模的环节。家庭用户不会懂得如何去写一个三维的矢量方程组,他们需要的,是把现成的东西变成图纸输出到3D打印机中。这时,需要一种可以自动扫描物体空间并建模的机器。如果看过电影《普罗米修斯》,那么片中那个发出红光在洞穴中飞行扫描然后呈现出整个洞穴结构的东西,就是一种3D扫描仪。

  事实上,3D扫描仪并没有那么悬乎。高精度的2D扫描仪现在是随手可见是的,就是你手边的鼠标。现在的鼠标在定位和测定距离的技术已经非常成熟。以这方面的技术为基础,建立一个3D轨迹的模型,是非常可行的,虽然有一定难度,是属于可以攻克的技术。

  而风险在于,3D打印机生产商自己也可以制造3D扫描仪。所以,如果不想被已经有量产成品的3D打印机厂商抢先,传统的中小硬件厂商现在就该行动起来开始这方面的技术攻关又或者,和以往一样,等大厂的产品出来了,快速推出廉价的复制品。山寨,在3D打印时代一样有市场。

  2 图纸社区

  中小企业做3D扫描仪这种东西还是有相当难度的,那换个角度看,快速的图纸修改和自定义组合拆分图纸,无疑是一种刚需。尤其是,如果这项服务免费的话。终于,除了媒体、社交和购物之外,又有一个建立互联网社区的需求了。3D打印图纸社区将和现在火爆的垂直媒体、社交平台等一样,成为互联网流量的又一大集散地。

  目前国内还没有这种社区出现(国外也只有个位数),无疑,这是机械社区的一个努力方向,毕竟在专业化,系统化方面,其它技术论坛还欠点火候。

  3 标准图纸外包商

  如果是一直秉承着工程师文化的创业者,比如机械社区的老鹰站长,那么成立一个专注图纸开发和优化的团队是个不错的选择。这一领域相对公平,注重结果导向,谁的图纸好,谁就能卖上价,拿到更多的订单。

  3D打印图纸的玩法,和现在的桌面壁纸服务商的玩法不同。相对于消费品,图纸作为生产资料的属性要更浓厚一些。因为拿到图纸可以生产出可销售的产品,可实用的物件。所以即使是家庭用户,对于3D打印图纸的付费习惯也非常好培养。

  而图纸设计与目前的平面设计又有所不同,个人开发者的力量将远远逊色于专业的图纸设计团队。3D打印时代,这种标准化工程的接包服务商,地位将变得前所未有的重要。

  4 垂直领域B2C的新机会

  垂直领域的B2C电商,是一块流油的金矿。所以拼杀也尤其凶狠。时至今日,大家电、数码产品、图书、家居等等几乎所有领域的垂直电商已经杀成了一片红海。这时有一个新的领域可以建立独立的B2C体系,无疑会令热钱如饿虎扑食一般地扑上去。

  无论是家用3D打印机的器材原料销售还是图纸销售,这类B2C电商必然会变得非常红火。尤其是后者。图纸B2C无疑是标准图纸外包商的直接下游,而且虚拟交易摆脱了物流的约束。同时在这种平台上个人图纸设计者也能建立自己摊位兜售成品。

  3D打印时代的淘宝,还会属于大公司吗?这是个未知数。

  5 二三级原料运营商

  如果是有着深厚政府人脉的创业者,那么建设或者购买管道和基站,向一些住家区域销售3D打印原料和服务也是一条不错的创业之道。无论是像桶装饮用水服务一样设立小区水站,还是像宽带运营商一样将管道接入户,都是需要高技术含量的技术服务和资源整合的。而且,这是刚需。

  当家庭用户的3D打印成为日常行为时,对于不同材料的原料小额需求将变成一个非常大的挑战。这远非小区超市所能完全满足的。可以想见,在3D打印时代,主要原料将分为三种:树脂类(玉米粉末或者胶质)、金属类(国外目前以铝合金为主)、凝固剂及填充剂(也是一种农副产品),而辅助材料成千上万,这种需求除了依靠垂直B2C网站之外,小区运营商是个非常不错的来源。如果3D打印能取代家庭10%的采购需求,那么铺设原料管道直接入户就是值得的。3D打印原料将和水电暖气一样成为家庭必备。

  6 3D打印吧

  以往对于开网吧或者话吧,通常并不在投资创业者的关注视线中。但是3D打印吧这事的想象力就大多了。

  在线下连锁布点,采用云端管理,计时租赁3D打印机是一项非常有前途的创业项目。基于上述对于技术和原料的要求,3D打印吧需要整合资源统筹管理,并且需要技术含量较高的运维服务。这同样不仅仅是一个消费项目。图纸、原料、机器租赁都是值得建立新商业模式的细节。无疑,个体经营的3D打印吧一定会先于连锁品牌出现,但连锁直营的3D打印吧会成为一种主流,前景广阔,回报丰富。

  7 新媒体

  3D打印时代的新媒体,与现在我们所说的新媒体不可同日而语。事实上,在传统新闻教科书里,连新浪都还是新媒体。

  这个构想近乎于科幻。但对于目前轰轰烈烈的多屏趋势而言,确实一条切实可行的道路。

  设想,从电视盒读取的视频信号,中间有无数个信息点,当用户选择某个信息点,即可由机顶盒下载该信息点指向的3D打印图纸,并由机顶盒连接3D打印机制作出一个电视里展示的物品或者场景或者明星造型来

  这是一个非常科幻的场景。但确实可能成为一种的新的流行。电视购物将重获新生,影视植入广告将具有可统计的ROI,传统媒体的商业模式也可以被家用3D打印机所改变。

  这里涉及的创业机会就太多了。传媒影视领域的所有机构,都有可能被3D打印机颠覆。无论做什么都可能成为新的机会。

  更重要的是,颠覆媒体比颠覆制造业的成本小的多,中小企业是可能负担得起的。而科技神话,终于有可能再次上演。

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