不可思議的3D打印:國內首家3D打印設計社區將誕生于杭州
3D打印是一種層疊增量技術,就跟蓋大樓一樣,物體高度是影響打印制作時間的關鍵因素。
在制造技術突飛猛進的時代,為什么還需要3D打印?杭州先臨三維總經理李濤說:“在數字化、信息化時代,以前大規模單一的產品生產越來越少,未來的產品趨勢就是小批量個性化的,3D打印技術的優點很符合這樣的需求,而對于簡單結構的產品用3D打印來做的話成本非常高。”
基于此,李濤認為現階段3D打印并不能替代所有制造工藝,應該說是對現有的加工手段的補充。3D打印作為一種補充技術隨著行業的發展,會逐漸從配角上升到主角。
從“配角”轉變為“主角”,就是要從“打樣”進化成“生產”,目前3D打印技術應用面很廣,可單個客戶用的量還偏少,如果這個產業能從打樣環節進入生產環節,產值就大大提升。面對整個行業瓶頸,先臨三維正在做破冰的先行者。
在先臨三維生產的牙齒三維掃描儀上,已經用上了3D打印出來的零部件。黃賢清說:“這在過去是不可能的。過去3D打印只能打樣件,這樣造成的發展瓶頸是技術應用面雖廣,可單個客戶使用量少。如果這個產業不能從打樣環節過渡到生產環節,那企業只能去發展更多的客戶。”
現在局面正有所打開,先臨三維開始實踐用3D打印技術實現直接生產。黃賢清說,就拿牙齒三維掃描儀上用的這個零件來舉例,3D打印一體化成型,也不用螺絲,直接就能裝上去用,每個成本大概50元,如果用傳統方法制造需要開很多模具,零部件一多,裝配還費時費力。
黃賢清說:“我們自己生產的很多設備里已經開始應用3D打印出來的零件,將3D打印的功能延伸,從只能打印樣品到現在打印零部件,這是一個很大的突破。”如此一來,3D打印的市場局面就會發生根本改變。黃賢清說:“一旦投入生產,3D打印機就可以沒日沒夜地工作,大大提高打印機使用效率。經過測算我們得出,數量在幾百個以下的零件用3D打印劃算,量很大的時候還得用傳統制造,每種零件都有一個相應的臨界值。”
先臨三維正在引導一些公司像他們那樣來做,從個性化小批量打樣過渡到批量化生產,這樣的案例將會越來越多。黃賢清說,當企業開始用3D打印機生產零件就愿意批量買設備了。先臨三維的金屬打印機正在為一些工業企業批量打印零件,目前雖然量不大,卻是一個很好的開端。
國產3D打印機
能助力杭企更上一層樓嗎?
3D打印技術能在今年這個時間點噴發,驗證了一句話:“科技革命和產業升級進行了歷史性交匯。”
黃賢清說,我們國家要求各行各業轉型升級,而產業升級需要新的技術做支撐,現在有一大批新技術包括3D打印接踵而至,新技術開始倒逼產業升級。所以,只有科技革命和產業升級這兩點碰撞在一起才能真正發揮出能量。
有業內人士認為,這與上世紀90年代末誕生的互聯網技術有點像。上世紀90年代末期,社會發展對信息互聯產生需求,于是就產生了互聯網,打通信息之后整個社會效率提高。現在這一輪的經濟發展之下,我們的信息化達到了非常高的程度,制造信息化的大幕正徐徐拉開,整個社會將逐漸變成一個智能系統,進入按需生產的時代。
黃賢清說,為什么傳統制造業會出現產能過剩,一定程度上與工廠估計不到末端的消費量有關,未來智能的社會一定是按需生產的。
在先臨三維的生產車間,一臺大型3D打印機正忙著在一塊玻璃上打印,龍鳳呈祥的立體雕花惟妙惟肖。黃賢清介紹,這臺玻璃雕花的打印機也是自主研發的,去年銷售近10臺,購買單位都是建材和玻璃企業。
近幾年玻璃企業單純賣玻璃已經沒錢賺了,利用3D技術能實現產業轉型升級。黃賢清說:“經過打印的玻璃,可以鋪在桌面、地面和墻面,價格提高了五到十倍,成為高附加值產品,業內稱3D打印機為印鈔機。另外更加重要的是綠色環保,單位產值的污染相比傳統玻璃加工工藝可以下降10倍,因為玻璃圖案的形成只用到了激光技術,而不需要用酸對玻璃表面進行腐蝕。”
在工業級3D打印機實現國產化的同時,“油墨”也要進行國產化跟進。杭州樂道戰略材料就是專門研發3D打印材料的,設備加材料全部實現國產化,這樣就形成了自主產業鏈。陳遒說,他們正在測試的材料是通用型的樹脂,上半年就可以進入市場了。
黃賢清說,實現國產化以后,打印機和材料都便宜了,用戶就能低成本使用,有利于市場普及。明年年底,聞堰湘湖新城將拔地而起一座2萬多平方米的先臨三維3D打印創新中心生產基地,投產后年產值預計將有5億-10億元。
3D技術是學生創業的好方向
創業會因此變得簡單嗎?
在國內,3D打印作為一種較新的事物,很多創業企業都關注到了它。
在電影《普羅米修斯》中,那個發出紅光在洞穴中飛行掃描然后呈現出整個洞穴結構的東西,就是一種3D掃描儀。
戚利鋒去年創辦了杭州速維工業產品設計有限公司,主要業務就是三維掃描物件得到數據圖紙,客戶以模具廠、機械設備公司為主。戚利鋒說,掃描出來的數據不能直接打印,需要進行設計,最近有開工藝品店的客戶想要自己開發一些工藝品,就把樣品拿來掃描,戚利鋒與同事則在掃描原始數據后再進行設計。
在3D打印產業,快速的圖紙修改和自定義組合拆分圖紙無疑是一種剛需。
據杭州銘展創始人CEO金濤介紹,國內第一家3D打印設計社區即將誕生在杭州。金濤說:“我們正在做類似于國外社區概念的網站,今年六七月份上線,做社區與做硬件產品不一樣,它需要運營。3D打印是一個生態系統,這個系統里有軟件、硬件、網絡,有設計師、參與的用戶、在線商店、個人數據分享,打印機通過手機就能控制,這是未來的發展方向。只有這樣普通人才會對3D打印有興趣,我們希望的是消費級的市場。”
無疑,這種社區因為能讓風投很容易就看懂,將是最容易拿錢的創業方向。
黃賢清認為,未來學生創業有好的創意只管設計就行,設計完發給3D打印中心打成實物,然后通過電商賣給客戶,3D打印和互聯網結合就能形成分布式生產,將設計和生產分離,創業成本就低了。現在創業需要找廠房和設備,未來創業就可以先設計一個作品拿到3D打印服務中心打樣,銷售效果好就在3D打印服務中心批量生產,慢慢產量越來越大了可以購置3D打印機自己生產,這樣創業就變得簡單、成本低。
研發成本高,銷量不夠大
多數3D打印企業現在只能實現微利?
在金濤的辦公桌邊上,放著杭州銘展自主研發的桌面3D打印機mbot,兩卷彩色的絲狀材料掛在機器背面。金濤說,這款產品去年一共賣出2000臺,其中60%出口,主要用于產品設計類、模具開發、電子電器、實驗教學等行業的單位,這些單位購買了桌面3D打印機后提高了產品開發的速度并減少了成本。
金濤說,雖然網上有很多關于3D打印日常消費品的內容,但現階段打印這些的比較少,主要還是設計類工程師在用。不過,很多學機械、IT類專業的80后都很有意向買桌面機回去玩,幾千元的價格很多人都能接受。國內企業去年桌面3D打印機的總出貨量在幾萬臺左右,大部分都出口歐美,但國內市場會越來越好。先臨三維的桌面3D打印機正在升級,新產品即將面世,今年預計賣幾千臺。
先臨三維副總經理、浙江省3D打印產業聯盟秘書長黃賢清說:“浙江省的桌面3D打印機企業呈增長趨勢,去年只有3家,今年寧波和金華又各開出一家,溫州增加了兩家,全省共有7家,這個數字還在上升中。各家公司的淘寶店也都開起來了,杭州銘展和金華閃鑄都在網上賣桌面型機器,雖然現在還沒有實體店賣設備,但京東上已經有賣進口3D打印機,預計今年年底蘇寧、國美都會開始賣。”
桌面級機器進口的至少2萬元一臺,國產化以后價格大幅度下降,最便宜的價格在5000元以內,價格還會越來越便宜。黃賢清說,這行的毛利至少有30%,但是研發成本也高,去年他們的研發費用2000多萬元,占收入的20%。
現在剛入行創業的小公司都不掙錢,先臨三維和銘展、閃鑄這些知名度高的公司也只有微利,但黃賢清認為這個行業掙大錢是遲早的,現在不賺錢的原因就兩個:研發成本太高,銷量還不夠大。
打印牙齒?打印細胞?
中國3D打印設備
自主研發生產能力領先
杭州六維齒科公司的教授彭偉說,他們公司3D打印出來的牙模——“導板”是國內領先的數字化種牙產品。如今,杭州很多開展種牙的醫院,都開始應用3D打印為牙病患者進行牙齒種植的定制。用三維掃描儀加3D打印,把患者的牙齒模型打印出來,再用電腦模擬種牙的位置、角度、深度,然后再打印出“導板”。
據了解,六維齒科每年的口腔種植案例有400—500個,在省內口腔醫學領域有廣泛的應用基礎,然而這項技術離真正普及還有一段距離。彭偉說,是否要用“導板”,與醫生水平、消費能力都有關系,在費用上數字化種牙要比傳統種牙貴20%-30%,但是更加安全和精確。
六維齒科現在還與杭州的一家大學合作,用鈦合金3D打印金屬個性化種植體,可以直接植入體內,這項技術正在動物試驗階段,還未進入臨床試驗。彭偉說,目前只打印硬組織,比如骨骼和牙根,種植體是一種生物相容性的材料。
貼有杭州標簽的3D打印技術在醫療領域的成就還走向了世界。今年年初,在全球電子消費品盛會——2014 CES展上,杭州捷諾飛生物科技有限公司帶著自主研發的細胞3D打印機,向世界展示了中國在3D打印設備自主研發生產方面的領先能力。
據捷諾飛公司徐銘恩介紹,該公司研發的細胞3D打印機,通過打印活細胞、水凝膠等生物細胞材料,可以直接打印出活性人體器官,如耳朵、肝臟、腎臟單元、血管等,是目前世界上最領先的3D打印技術之一,主要用于生物組織工程、藥物篩選、醫療輔具個性化定制等方面。
3D打印肝臟和腎臟這種比較復雜的人工器官,要想植入體內還要至少15—20年。雖然3D打印的組織器官系統植入體內還有一段時間,但是用它做藥物篩選是比較好的。徐銘恩說:“我們研發的代謝綜合征藥物篩選模型,共做了1000種藥物的篩選。為實驗室研究者提供工具,這是我們公司開拓市場主要的目標客戶,還有制藥公司、醫院也是我們正在密切聯系的。”
不是人人都有能力來玩的
3D打印要思索:
如何走進千家萬戶?
3D打印能否像個人電腦一樣走進千家萬戶?這也許是眾多朋友所關注或正在思考的問題。
有業內人士認為,目前使用3D打印機的用戶多為從事工業設計、常與產品原型打交道的設計師,他們能熟練地掌握各種數字化的建模技術,只有通過計算機建立3D模型,才能通過3D打印機“輸出”為物品,數字化的建模技能必不可少,這就造成3D打印成為了一項門檻較高的技術,不是人人都有能力來玩的。
深耕于桌面3D打印機領域的企業家們都有一個愿景,那就是每個人家里的桌面上都能有一臺。金濤說,這個愿景可能比較遠,比較近的希望是小朋友或動手能力強的家庭都有一臺。為了讓3D打印能從娃娃抓起,本月起先臨三維、杭州銘展和金華閃鑄等公司將向浙江百所中小學捐贈桌面3D打印機。
捐贈給學校的目的是科學普及,三家公司都會派專人負責講課與培訓,通過學校來帶動家庭、社會對于3D打印的了解。金濤說:“當你獲取數據很方便的時候,你想做一個家里用的小東西能有地方下載數據,當打印機交互更完善、材料更豐富,就有了普及的條件,桌面3D打印機也就會變成家里的一樣普通家用電器。未來,家里缺什么都可以打印,比如杯子、裝飾品、花瓶、掛鉤甚至肥皂盒等。”
要讓桌面機進入千家萬戶,很大一個障礙是軟件上的,業余人士如何獲取打印數據是問題。金濤說,現在學習成本較低的好用的相關軟件很少,主要還是用的工業設計軟件。金濤說,未來要在交互方面努力提升,比如賣硬件送軟件。
桌面級小機器打印出來的東西肯定比外面買的要便宜,材料一般是100-200元錢一公斤,所以打印一個小玩意兒幾塊錢就夠了。與傳統制造工藝相比,打印的商品有一定的競爭優勢,因為它是定制的,可選擇性更高,價格也在往下降,只是精度上還有些不夠。
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