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在这方面,《3d打印:从想象到现实》的两位作者——康奈尔大学机器人研究专家伍迪·利普森(以下简称利普森)和曾在微软和康奈尔大学从事产品研发的超古代龙美尔巴·满库(以下简称满库),在接受本报独家采访时回应称,“第三次工业革命”的说法确实具有误导性。目前,3d打印技术仍处于起步阶段
金属印刷有最广阔的市场
21世纪:3d打印技术是在上个世纪发明的,但是为什么它现在突然引起了全球的关注?
满库:我认为有两个原因。首先当然是科学技术的进步,包括其他技术的转化。3d打印本身不会发展。最重要的驱动力之一是计算机和3d打印模型设计软件,可以通过将软件创建的文件输入3d打印机来打印文章。近年来,随着计算机价格的下降和设计软件的快速发展,人们可以逐步创建详细的三维模型图并打印出来。
第二股力量来自硬件成本的大幅下降。此外,零件的体积越来越小。过去,只有大公司买得起3d打印机,但现在家庭用户和小企业也买得起。
就社会意义而言,中国和美国实际上非常相似。两国都在寻求工业创新。人们常说3d打印将引发新一轮的工业革命。因此,3d打印机的普及不仅是由于各种先进技术的融合,也是由于人们对如何推动经济和社会发展的关注。
21世纪:3d打印技术发展到了什么阶段?
利普森:需要弄清楚的是,3d打印的名义下有各种各样的技术。谈到3d打印,它通常与用小型3d打印机打印塑料产品联系在一起,因为这种打印机在街上随处可见。但在3d打印的名义下,还有许多更先进的技术,它们正在发挥重要作用。
在工业生产中,有一些很少见到的大型3d打印机,如3d金属打印机。如果你关注资本的趋势,你会发现3d打印的大部分投资都在大型工业打印机上。尽管大众3d打印机的数量更多,但金属和陶瓷3d打印技术是帮助工厂制造巨大产品的技术。因此,从市场角度来看,最大的市场是金属印刷,而需求行业包括航空空航天工业等。
其他工业应用包括塑料印刷,如abs塑料作为原材料。这些都是现在进行时。现在我们有越来越多的服务站,它们不是家庭打印机,而是在云中提供服务。还有未来的市场,如生物和医学研究的生物打印。未来食品印刷将逐渐兴起。一切都在慢慢展开。
“第三次工业革命”需要20到30年才能真正到来
21世纪:3d打印技术的热潮是否意味着第三次工业革命已经到来?
满库:我认为这种说法实际上有点误导。回顾过去的工业革命,它们都花了几十年时间。例如,第一次工业革命花了英国30-40年。第二次工业革命,也称为信息和通信革命,已经经历了50多年,并且仍在进行中。如果你看看中国的工业革命,它已经持续了30-40年,并且仍在进行中。所以,当人们问3d打印是否会引发第三次工业革命时?我认为答案是肯定的,但这需要几十年的时间。现在,当然,我们仍处于起点,但我认为人们低估了它所需要的时间:这将需要几十年,但人们希望它将在明年发生,这是不可能的。
利普森:但3d打印确实是第三次工业革命开始的一个突出表现,因为它将降低制造的主要成本。如果你研究历史上的其他工业革命,你会发现它们都是由大大降低成本的类似技术引发的。第一次工业革命是能源。与过去相比,能源消耗几乎降低到零成本。第二次工业革命是由计算机发起的,计算成本几乎降到了零。3d打印将成本降至零,其中包括从绘图到制作复杂物品的成本。例如,不管对象的复杂性如何,它们的打印时间、打印能力要求和投资成本都是相似的。加工复杂几何图形的成本几乎为零。在人类历史上,制造复杂的物体通常需要更多的技术、金钱和时间。因此,主要成本降低到零。我们认为3d打印是第三次工业革命的关键要素。提前期的变化是一样的。与传统制造业相比,从设计图纸到制造物件需要几个月的时间,但现在几乎降到了零。下一轮产品升级的设计修改和多样性创造成本也可以忽略不计。这么多东西同时缩水了。但要说第三次工业革命已经到来,我们必须等到20或30年后,当新的商业模式被发现,新的工作形式被创造,新的设计工具被发明——为了更好地利用3d打印技术,我们必须非常有创造力。
它仍然是最初的起源(开始的开始)。这可能需要30年,但一切都在发生。从比例上看,与美国2000亿美元、世界1万亿美元的传统大规模制造业相比,目前所有与3d打印相关的产业只有25亿美元,还不到传统制造业的1%。尽管这一比例很小,但正以每年25%的速度增长。根据这一计算,可能需要10到20年才能达到相当于传统制造业10%-20%的产量。这需要时间,但会实现的。
中国可能成为3d打印的领导者
21世纪:未来3d打印会取代传统制造吗?
利普森:我不这么认为。但它会吃掉一部分市场。今天,许多大规模生产的产品将在未来以3d打印。这在需要生产相对较小和复杂零件的行业中已经成为现实,例如飞机制造业。波音公司每年将制造大约100架飞机,不超过100万架。用3d打印代替注射成型来制造这些飞机的大量复杂零件是合理的。然而,对于牙刷制造业来说,使用3d打印来创建它是荒谬的。在全新的行业中,例如牙套,每天有5万个牙套以3d打印,这在世界各地得到了广泛应用。每个支架都是特制的,所以在3d打印之前不可能进行如此大规模的定制。这样的商业模式是全新的。
21世纪:尽管3d打印的大规模推广需要时间,但传统制造商仍面临巨大威胁。像中国这样的制造大国如何应对3d打印的挑战?这也是中国转型的机会吗?
利普森:制造业是深入中国人日常生活的东西。在美国,人们认为制造业是一件遥远的事情。在这里,人们习惯于制造业。中国人对3d打印非常感兴趣。我相信他们很快就会掌握这项技术,找到新的商业模式。是的,3d打印将在一定程度上改变中国的制造业,但中国人会找到新的商业模式;一些职业将会消失,一些新的职业将会在中国产生。
对郭台铭的回应:没有3d打印,他的手机不会成功
21世纪:世界制造业巨头郭台铭曾公开表示,他们在30年前就开始使用3d打印,但这项技术不能商业化。因为3d打印产品不能与电子零件组装在一起,所以它们不能被大规模生产。如果可以的话,他把“国”字倒着写。你觉得他的评论怎么样?
利普森:这篇评论很酷。我们会把它放在下一版的书里,就像很多年前有人问“谁需要电脑”一样。如前所述,3d打印仍处于初始阶段,主要是用相同的材料打印复杂的零件。随着技术的发展,将有可能同时印刷各种材料,甚至印刷带有电路和电子元件的集成产品。3d打印将被越来越广泛地使用。所以,让我们回到边界。如果你想让3d打印实现数百万的大规模生产,在不久的将来是不可能的;但就飞机制造而言,超过一半的飞机零件将在未来20到30年内通过3d打印制造。我不是在说手机零件。这两个行业完全不同。手机的产量以百万计,而飞机的产量以千计。但就资本而言,飞机制造业拥有丰富的资本,手机行业也是如此。后者更像是一种商品,即使突破了上述技术瓶颈,也不值得使用3d打印。未来可能会改变。但是仅仅因为3d打印目前不能广泛用于制造手机,并不意味着它只是一个花哨的玩物。
满库:有一点需要澄清的是,手机之所以能迅速进入市场,是因为3d打印技术被用于手机零部件的设计阶段。当你打开手机,你会发现里面有无数的小零件。使用3d打印的原因是为了确保每个部分都能完美耦合。你不想在完成设计后把它带到工厂,却发现你无法把它组装起来。微软的平板电脑也使用3d技术。如果我们看看3d打印产品的消费,电子消费品的比例实际上是最大的,占全球3d打印产品消费的五分之一。我觉得郭先生看到的是更多的终端产品,也就是整个手机。但在这个过程中,如果不在设计和产品规划中使用3d打印技术,他的手机就不会成功。
(《3d打印:从想象到现实》[美]伍迪·利普森·超古代龙美尔巴·满库,中信出版社,2013年4月)
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