3D打印產業(yè)背后:消失的工廠?

未來的全球制造業(yè)中心會在重慶、曼谷抑或班加羅爾？都不對。它可能存在于每個人的家中，3D打印技術來了。

你可能認為3D打印僅存于科幻電影中，就算略有所聞，你也會反問“這東西很酷，但能干什么？”但在李國豪這類極客創(chuàng)業(yè)者眼中，該技術不僅酷，而且十分有利可圖。李的設計工作室內一臺3D打印機的噴嘴正不斷地“吐絲”，而后被疊加于塑料板上。兩小時不到，一個動漫人物即可成型，每個市價均超過一百元，月銷量亦數(shù)以百計。

如今深圳、杭州等地，類似的創(chuàng)業(yè)者并不少，其創(chuàng)業(yè)的全部寄托均在于一臺價值僅數(shù)千元的3D打印機。所制玩偶模型成本僅十多塊錢，以往傳統(tǒng)玩具工廠開發(fā)類似玩偶僅開模費即高達數(shù)千元。

難能可貴的是這項技術傻瓜都能操作—在電腦屏幕所示藍圖上修改打印的形狀及顏色，然后按下打印按鈕。其作業(yè)過程如下—每層打印過程分為兩步，首先在需要成型的區(qū)域噴灑一層特殊膠水，膠水液滴極其微小且不易擴散，然后均勻噴灑一層粉末，粉末遇到膠水會迅速固化黏結，而沒有膠水的區(qū)域仍保持松散狀態(tài)。在一層膠水一層粉末的如此交替下，實體模型將會被打印成型，打印完畢，只要掃除松散粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末還可循環(huán)利用。加工過程僅需確定所需塑料、樹脂、金屬等物料，材料耗費僅相當于傳統(tǒng)制造的十分之一，而誤差可輕易控制到0.1毫米之內。它無需生產線，亦可制造那些常規(guī)方法無法生產的奇形怪狀的零件。
好處還不僅限于此。以使用以色列3D打印系統(tǒng)提供商Objet 3D打印機的彪馬公司為例，其運動鞋模型生產時間可減少四分之三，由4天壓縮為1天。不僅可省去遠程溝通的麻煩，亦可減少設計錯誤。而豪華汽車生產商捷豹、路虎則表示其所用環(huán)氧樹脂基復合材料所制部件中已有超過三分之一由Objet公司的3D打印機生產。
這僅是開端。沃勒斯合伙公司(Wohlers Associates)總裁特里·沃勒斯(Terry Wohlers)曾對3D打印行業(yè)研究長達25年之久。沃勒斯估計2011年3D打印產品和服務的銷售額已達17億美元,而零部件生產業(yè)務占到近四分之一，已是2007年的兩倍。到2019年，該行業(yè)收入將達69億美元，其中零部件生產預計將占80%。目前，由3D打印機直接打印的產品其成品率已達20%，至2020年，這一數(shù)字將增至50%。

新的商業(yè)模式亦將應運而生。在美國，3D打印服務企業(yè)Shapeways已擁有15萬個會員及超過6000個商家—用戶可通過Shapeways平臺上傳打印自己的3D作品并出售。迄今為止，這家公司已為顧客打印過上百萬件產品，其打印材質包括陶瓷，塑料和鋼化玻璃等三十余種材料。

資本市場亦為3D打印業(yè)務投票。Shapeways已獲數(shù)千萬美元的風險投資。而在8月初，國內鋁板帶箔加工企業(yè)銀邦股份(300337)宣布進軍3D打印后，其股價飆升兩成，投資機構迅速將其評級提高至增持。

樂觀人士對以下結論深信不疑：3D打印將從源頭顛覆制造業(yè)，機器將取代模具、部件、半成品到成品等每一個關鍵環(huán)節(jié)。這是對傳統(tǒng)制造業(yè)的徹底顛覆—勞動力、設備投資、工人技能、生產線管理等將變得無關緊要。
3D打印衍生于1970年代末的計算機輔助設計。最早生產一個模型，工程師往往需要先用計算機模擬，輔以人工用鋼鐵、石膏、粘土、木頭等材質制造模具。其耗時費力，僅一個最簡單的塑料外殼就要花上數(shù)千美元和數(shù)月時間。

而早期3D打印的設備及耗材非常昂貴，1990年代，一臺3D打印機高達數(shù)百萬美元，且僅用于模具開發(fā)、原型設計等上游環(huán)節(jié)，而非大規(guī)模制造生產。2000年初這一價格已降至一至兩萬美元。兩年前，開源3D打印機廠商Makerbot則將其成本拉低至2000美元以下，而在淘寶上你只需花費不到4000元就能購置一臺類似的設備。
低價推動了3D打印機的迅速普及，這些廉價的3D打印機尚不能完全取代注塑成型等傳統(tǒng)制造工藝，但打印一些產品原型、簡單玩具已綽綽有余。但正如沒有人能預言1450年古登堡鉛活字印刷、1750年蒸汽機、1950年晶體管的出現(xiàn)所產生的影響一樣，3D打印機的持久影響尚待評估。毫無疑問的是它將擴展工業(yè)想象力的極限。未來，3D打印機將與銑床、鑄造、噴注塑等傳統(tǒng)制造設備并肩作戰(zhàn)，甚至取而代之。隨著打印成品率的提高，未來用工需求亦將大幅減少。

這并非杞人憂天。3D打印公司Shapeways已能采用尼龍12直接打印制造無縫拼接泳衣。這僅是一個開始,未來任何種類的衣服都將通過數(shù)字技術制造,而無需人工或縫紉機械。

這會是中國制造的噩夢開始嗎？“3D打印最大的優(yōu)勢是增加機器數(shù)目，就可以提高產能。而且機器是一次性投資，僅需考慮電費，人力加工卻要不斷投入�！辟Y深機械工程師余濤滿對《環(huán)球企業(yè)家》說。一條傳統(tǒng)注塑生產線至少要5至6個工人操作，一名技術員卻可以管理數(shù)十臺全自動化的生產設備。更大的顛覆在于柔性供應鏈。在傳統(tǒng)制造業(yè)模式中，客戶提出生產需求時，須根據市場預期確定每批生產數(shù)量后開展批量生產，一旦工廠投入運作，即使供過于求或供不應求，生產線亦難以停下。而3D打印則可先打印實驗性產品，依據市場反饋效果后再做決定。

未來3D打印將使一些傳統(tǒng)制造中心的地位下降。例如深圳手機業(yè)的優(yōu)勢在于高效的供應鏈系統(tǒng)，上下游均能清晰掌握市場的走勢，一旦產品滯銷或者熱銷即可調整生產策略。但在3D制造時代，這些都不重要。3D打印可隨時即開即停，工廠無論設在深圳還是美國，均可獲得足夠的產能與響應速度，人力成本、技工水平均可忽略不計。

未來3D打印機將可按需打印任何產品。消費者亦無需購買傳統(tǒng)工廠流水化的產品，而僅購買3D打印機及產品圖紙打印即可，可以預料的是鞋帽、餐具、玩具等密集勞動型產品將首當其沖。