據統計, 2012年3D打印機的市場規模約為(wei) 21.5億(yi) 美元,年成長率為(wei) 22.2%,預估至2016年的市場規模將可望成長至44.5億(yi) 美元,年複合成長率為(wei) 20.4%。同時,3D打印機在中國的應用正迅速擴大,航空、汽車、醫療等各個(ge) 行業(ye) 都在積極引進。按照總部位於(yu) 北京的中國3D打印技術產(chan) 業(ye) 聯盟的預測,中國3D打印機的市場規模到2016年將擴大到100億(yi) 元人民幣,達到2012年(10億(yi) 元人民幣)的10倍,從(cong) 而使中國超越美國成為(wei) 全球最大的市場。隨著3D打印機的普及,產(chan) 品“模仿”變得更加容易,美日歐等國製造業(ye) 對技術流失加劇的擔心也變得越來越強烈。
目前全球3D打印的應用領域,主要分布在消費性產(chan) 品(29%)、汽車(19%)、醫療(13%)、 教育(10%)、太空(8%)及工業(ye) 機械(7%)等領域,不同應用領域所使用的3D打印設備,可區分為(wei) 生產(chan) 製造用、專(zhuan) 業(ye) 領域用、工作室用三個(ge) 等級,其中5000美元以下的機型,2010年的銷售量僅(jin) 為(wei) 5900台,預估至2012年將大幅成長至3.5萬(wan) 台,兩(liang) 年內(nei) 銷售量成長將近六倍。
目前在中國流通的3D打印機大部分是美國和歐洲的產(chan) 品,但廉價(jia) 的國產(chan) 打印機也在不斷湧現,這成為(wei) 推動3D打印機應用迅速擴大的主要原因。
中國企業(ye) 增長的需求主要是利用3D打印機進行研究開發和產(chan) 品試製。因為(wei) 不用模具就可以製造出零件和試製品,可望縮短開發周期,壓縮研發成本。對於(yu) 缺乏金屬模具等製作技術的中國企業(ye) 來說,可以更容易在技術上追趕世界先進水平。 許多企業(ye) 采用“逆向工程”,通過拆解分析競爭(zheng) 對手的產(chan) 品來獲取技術信息。例如汽車製造業(ye) 者拆解競爭(zheng) 對手的暢銷車,分析在哪個(ge) 部位使用了怎樣的技術和零件。如果使用3D打印機的話,不需要高級設計軟件就能“重現”各種零件。
同時中國企業(ye) 尊重知識產(chan) 權的意識並不高,甚至3D打印機本身也在被不斷仿造。江蘇省南京等地采取優(you) 惠政策,大力吸引3D打印機的相關(guan) 企業(ye) 。據說正在加緊研究歐美日的最新技術。另外還有人提出要警惕3D打印機被用於(yu) 軍(jun) 事目的或被犯罪分子濫用等風險。
3D打印機在5000美元以下的機型,多數屬於(yu) 個(ge) 人工作室或玩家的使用機型,以初階模型製作為(wei) 主要的應用範疇,隨著此類機型的銷售量快速成長,未來配合此市場規模的適用材料、低價(jia) 3D掃描器、以及建模、編修、打印等3D數據庫的打印服務,將是未來值得重點觀察的商機。
觀察全球高端3D打印機銷售量逐漸增加趨勢,未來3D物件編輯軟件及3D打印服務將成為(wei) 主要的應用服務發展方向。3D物件編輯軟件將呈現M型化發展,區分為(wei) 支援專(zhuan) 業(ye) 生產(chan) 製造的高端應用軟件,適用於(yu) 醫療、軍(jun) 事、航空、工程及教育等領域,以及機型的入門軟件,而3D打印服務則是提供3D建模、編修、打印及代售等服務。目前3D物件編輯入門軟件已經有免費提供的發展趨勢,未來網絡可能會(hui) 充斥許多免費的入門軟件,提供低端機型的玩家免費下載使用,應用範疇將以消費性商品為(wei) 主,而緊跟著免費使用、快速大量生產(chan) 之後的商機,就是3D打印服務,目前國內(nei) 已經有15至20家的業(ye) 者投入。
展望未來2至3年內(nei) 的3D打印發展趨勢,隨著3D打印低端機型的低價(jia) 化趨勢,預期廠商將紛紛迎合個(ge) 人工作室及玩家需求,推出金屬、陶瓷、樹脂、塑膠、尼龍、ABS、鑄造用臘等複合造型材料,在免費軟件充斥、網絡服務愈來愈便利等條件的推波助瀾下,3D打印風潮仍將會(hui) 持續延燒。
低價(jia) 3D打印機型,擁有少量多樣、快速生產(chan) 的特性,未來將與(yu) 主流量產(chan) 技術產(chan) 生區隔化,除客製化消費性商品的獨特性外,個(ge) 人的創意構想可以先透過低端機型打印生產(chan) ,不但可縮短產(chan) 品開發周期,更可以作為(wei) 大量生產(chan) 業(ye) 的市場先探性商品, 預期未來3D創意工廠的創業(ye) 風潮,將可能創造新興(xing) 的市場規模。
請不要過度炒作3D打印
3D打印的確有其迷人之處,但是請不要過度炒作或自我陶醉,甚至因此產(chan) 生誇大不實的想法。
3D打印的魅力似乎源於(yu) 幾種概念的結合。首先, 3D打印是一種快速又簡單的材料添加過程。其次,機器能因應裝配需求‘印製’出單一零件從(cong) 而實現自行複製的可能性──這種自行複製的想法以往自發生在生物係統中。
3D打印聽來似乎相當奇妙,但我們(men) 可以隻把它稱為(wei) 3D添加製造嗎?在一般情況下,一台可自行打印的機器隻能製造出比機器本身小的複製品──就像母親(qin) 生出小嬰兒(er) 一樣。一些采用特殊拓墣的情況不在此列,例如能擠壓出香腸形子機器的環形機器。
但在傳(chuan) 統與(yu) 一般情況下,我們(men) 可以看到可自我複製的機器並不是真的采用3D打印技術。3D打印機可複製出一款元件的複製品,但仍需要其它機器或透過人力來進行組裝,才能製造出全尺寸的複製品。
即使這忽略了一個(ge) 重要的考慮因素:用於(yu) 3D 打印的原料通常與(yu) 控製原料(即3D打印機的材料)的材質不同。所以,3D打印機通常用金屬與(yu) 塑料製造,而製造出塑料製成的元件。最後,3D打印的方便性通常會(hui) 因為(wei) 材料的強韌度與(yu) 耐久性而折衷。3D打印技術能產(chan) 生出吸引人的產(chan) 品模型以及3D可視化,甚至是工具箱、齒輪、杠杆等元件,但它也不是萬(wan) 能的。對於(yu) 大部份工業(ye) 應用中昂貴的全金屬模具以及高強韌度的專(zhuan) 用材料製造,仍然需要采用經驗證可靠的方法才行。
在製造模型、小型元件、輕型機器與(yu) 原型方麵,3D打印非常有幫助,而且能讓學術領域以及具有某種愛好的人也能負擔得起小量生產(chan) 一些複雜形狀的元件。但根據我們(men) 對於(yu) 幾百年來發展出的材料科學的了解,工程學是一門複雜的學科,3D打印還不至於(yu) 使這個(ge) 產(chan) 業(ye) 完全轉型。
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