近來,有關(guan) 3D打印新進展的報道如雨後春筍般湧現,在企業(ye) 、科研機構和媒體(ti) 的互動下,3D打印的未來似乎一片光明,甚至頻頻提到或將帶來“第三次工業(ye) 革命”的高度。3D打印真的會(hui) 給製造業(ye) 帶來革命性的變化嗎?以下看看德國相關(guan) 專(zhuan) 家的見解。
3D打印仍是非常昂貴的技術
近年來,柏林工業(ye) 大學3D實驗室在3D技術的研究應用方麵成績顯著。從(cong) 應用先進的3D技術支持北極熊克努特死亡原因的調查,到用3D打印製造奧迪和寶馬合作研製的測試模型車DrivAer,柏林工業(ye) 大學3D實驗室主任哈特穆特·施萬(wan) 特教授介紹了該實驗室與(yu) 建築、考古、醫學和交通工程等多個(ge) 領域的合作研究情況,並展示了實驗室在3D打印、3D數字化、3D建模和3D可視化方麵的研究成果。

具體(ti) 談到3D打印,施萬(wan) 特說:“以前人們(men) 談論3D打印僅(jin) 僅(jin) 指所謂的快速原型製造,而近幾年這一技術已經向快速製造進一步發展。隨著3D打印機具有更高的精度,以及可在更廣的範圍內(nei) 選擇合適的材料,它現在有了更多的應用可能,不僅(jin) 是創建可視化模型,還可以製造帶有產(chan) 品特性的對象,換句話說3D打印機被直接用於(yu) 生產(chan) 。大的汽車製造商如奔馳和寶馬已經有一定數量的3D打印機被用於(yu) 生產(chan) 直接安裝在汽車上的係列小塑料部件,這比起專(zhuan) 門生產(chan) 或從(cong) 第三方購買(mai) 零部件要便宜。快速製造還有一個(ge) 優(you) 勢,它可以生產(chan) 定製的部件。醫藥行業(ye) 的應用是這方麵最好的例子,比如用3D打印製造骨骼替代品,用於(yu) 牙科修複等。各種可以替代的人體(ti) ‘零部件’,如食道等也都可以這樣生產(chan) 。在世界各地的幾個(ge) 地方還有在組織工程中應用快速製造,用來進行替代人體(ti) 組織的研究。總體(ti) 而言,3D打印已經應用到許多領域,而且未來幾年這一趨勢還將擴大。”
然而對於(yu) 3D打印技術是否會(hui) 就此帶來“第三次工業(ye) 革命”的問題,施萬(wan) 特卻又給出了否定的答案。他說:“盡管3D打印技術對於(yu) 科學和經濟已有一個(ge) 重要的作用,並且贏得一個(ge) 非常有活力的發展,設備和軟件被不斷研發更新,有了越來越多的應用領域。但我認為(wei) 現在這個(ge) 階段就說3D打印將帶來‘第三次工業(ye) 革命’是誇張的,目前還沒有人可以做這樣的斷言。”
施萬(wan) 特解釋說:“目前為(wei) 止,3D打印技術仍然是一個(ge) 非常昂貴的技術。設備購置、材料成本以及技術維護都還非常昂貴。在3D打印機市場上雖然可以有多種不同的技術,但是每種技術隻有一個(ge) 製造商,他們(men) 仍然試圖維持較高的價(jia) 格,因此一般的中小型企業(ye) 在經濟上難以支撐這樣的應用。還有一個(ge) 更大的問題,即3D打印是非常勞力密集型的應用,3D打印任務不可能點擊一個(ge) 按鈕就自動產(chan) 生。大部分的工作在於(yu) 密集的數據準備。這需要大量的時間並要求大部分員工有長期的經驗和專(zhuan) 門技能,這樣的人現在數量還非常少,這也不是一個(ge) 中小企業(ye) 所負擔得起的。”
3D打印首先是補充生產(chan) 工具
德國是傳(chuan) 統的製造業(ye) 強國,曆來重視製造技術的革新,對於(yu) 未來技術更是不遺餘(yu) 力地資助研發。然而迄今為(wei) 止德國沒有出台任何專(zhuan) 門針對3D打印技術的研究資助計劃,僅(jin) 僅(jin) 在“德國光子學研究”計劃中有一小部分內(nei) 容與(yu) 3D打印技術有關(guan) ,即選擇性激光熔結技術。因此,以下看看“德國光子學研究”計劃的負責人,德國聯邦教研部高技術司光學處處長弗蘭(lan) 克·席立-羅森博士的說法。
#p#分頁標題#e# 席立-羅森博士對於(yu) 業(ye) 界關(guan) 於(yu) 3D打印的討論並不陌生。對於(yu) 目前媒體(ti) 不斷追蹤報道3D打印的情況,他說:“商業(ye) 媒體(ti) 討論的主要是投資市場,因此在關(guan) 注周期內(nei) 影響強烈。而德國聯邦教研部(BMBF)和工業(ye) 研究則是從(cong) 一個(ge) 連續的、長期發展的角度來考慮3D打印技術,這一過程從(cong) 大約20年前的‘快速成型’概念就已開始。這其中的核心包括對由此產(chan) 生的生產(chan) 方式的理解,它適用於(yu) 原型或隻有有限功能的單件產(chan) 品的快速生產(chan) ,例如,作設計模型或鑄模使用。由於(yu) 這些限製,3D打印技術的應用迄今仍被局限於(yu) 利基市場(即高度專(zhuan) 門化的需求市場),如醫療或模具。”
席立-羅森認為(wei) ,在過去的10年,與(yu) 這些利基市場平行發展的有兩(liang) 個(ge) 新趨勢:一個(ge) 是用於(yu) 塑料模型製造的3D打印機變得便宜了很多,今天他們(men) 已經開始麵向個(ge) 人用戶,並產(chan) 生了一個(ge) 世界性的業(ye) 餘(yu) 愛好活動“製造者”。另外一個(ge) 則是研究機構的“選擇性激光熔結”技術,它在過去的10年中已經從(cong) 一種實驗技術發展成為(wei) 工業(ye) 生產(chan) 方法。通過這種方式,現在全功能部件生產(chan) 成為(wei) 了可能。
德國聯邦教研部2011年5月推出了“德國光子學研究”計劃,其中從(cong) 2013年初開始對“生成的製造工藝和光子過程鏈”進行資助,所謂的3D打印技術僅(jin) 是整個(ge) 光子價(jia) 值鏈中的一小部分。席立-羅森博士說:“該研究的目的是進一步推動3D打印技術,使它更易於(yu) 在日常工業(ye) 生產(chan) 中應用。至於(yu) 這是否會(hui) 在某個(ge) 時候徹底改變工業(ye) 生產(chan) ,即人們(men) 所謂的‘第三次工業(ye) 革命’,還有待觀察。”
雖然比較委婉,席立-羅森其實還是表達了自己的看法。他說:“近日,《麻省理工技術評論》的編輯大衛·羅特曼在文章‘製造者和製造商之間的區別’中準確地指出,關(guan) 於(yu) 通過3D打印技術徹底改變工業(ye) 生產(chan) 方式這樣感情奔放的結論往往是由於(yu) 對目前的工業(ye) 現實缺乏認識所造成的。從(cong) 德國聯邦教研部的角度來看,3D打印技術首先是一個(ge) 很有意思的補充生產(chan) 工具,它必須在未來幾年的工業(ye) 實踐中證明自己。”
冷靜看待3D打印熱潮
目前3D打印技術的發展仍然主要集中在美國。德國也成立了第一批類似的公司,並且有了自己生產(chan) 的3D打印機。位於(yu) 紐倫(lun) 堡附近的德國3D打印機製造商Fabbster就是其中之一。為(wei) 了了解3D打印機進入個(ge) 人消費市場的情。
Fabbster的員工西夫克女士介紹了她們(men) 公司專(zhuan) 門針對個(ge) 人用戶的新型3D打印機:采用熱融ABS塑料技術;產(chan) 品最大尺寸225毫米,精度約0.1毫米;售價(jia) 1600歐元。對於(yu) 該產(chan) 品的銷量情況,西夫克女士以新產(chan) 品為(wei) 由一語帶過。而據了解,該3D打印機所用的彩色ABS塑料價(jia) 格高達80歐元每公斤。即便不考慮建模的技術難度,僅(jin) 從(cong) 價(jia) 格看,這樣的3D打印機要進入家庭似乎還任重而道遠。
對於(yu) 目前3D打印機進入個(ge) 人消費領域的前景,施萬(wan) 特說:“低端3D打印機的發展很有趣,與(yu) 專(zhuan) 業(ye) 的3D打印機相比,這些質量不高但很實惠的低端3D打印機被提供給個(ge) 人消費者。盡管我個(ge) 人對它可以給消費者帶來的好處表示懷疑,這應該是一個(ge) 聰明的營銷問題,創建了一個(ge) 還沒有被關(guan) 注到的需求市場。”
實際上,現階段大多數吸引眼球的3D打印新應用都還隻是演示或單件產(chan) 品,其成本與(yu) 實用性往往被忽略。而無論是作為(wei) 先進製造技術中的一部分,還是一個(ge) 很有意思的補充生產(chan) 工具,3D打印的發展都不可能脫離原有的技術基礎和應用市場的考驗。對於(yu) 3D打印的未來,或許哥本哈根未來研究學院(CIFS)的名譽主任約翰·彼得·帕魯坦的一句話值得深思:我們(men) 的社會(hui) 通常會(hui) 高估新技術的可能性,同時卻又低估它們(men) 的長期發展潛力。
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