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使用工業級3D打印機打出的石膏人像——值得注意的是,這個人像的色彩打印出來就是這個樣子,不需要上色。而如果切開這個石膏像,會發現剖面也是彩色的。
玩具級的桌面打印機,真的弱爆了。
在設計業突飛猛進的時候,整個生產環節的中心轉移到由工業設計機構主導,這種格局為3D打印機進入工業制造流程打開了大門。
99%的3D打印訂單是做手板
在教科書上,一個工業產品從最初的技術調研到最后的大批量上市要經歷14個環節之多的工業設計流程。
其中有一個步驟叫做“手板制作”,這就是目前3D打印正在商用的環節。
手板亦被稱為“首板”,是指在沒有開模具的情況下,根據產品圖紙做出的若干個產品樣板,主要用來驗證產品,包括外觀、結構和功能。由于最早這種樣板只能靠經驗豐富的技師手工制作,所以學名“手板”。但是目前的主流是采用數控機床制作的CNC手板,而采用3D打印制作手板在目前是比較前沿的。
在深圳的3D打印服務商告訴筆者,他們99%的訂單都是打印手板。
3D打印天生不需要模具,這無疑是手板制作的理想方式。但另一方面,工業設計機構告訴筆者,只有不到10%的手板會使用3D打印來制作。
但筆者聽到的這個故事有個光明的結局。因為使用3D打印技術,這家設計公司直接讓3D打印服務商把客戶提供的特種金屬原料加工成粉末,按照細節不同的設計圖紙打印出多個樣品同時驗證,最終確定最有效的設計。如果第一批次的所有產品設計都沒通過驗證,再調整設計圖紙重新出樣的時間也可以控制在一周內。最后這個在以往需要一年甚至更長時間的設計案只用了兩個月就通過了驗收。
“3D打印出來的樣品,絕不僅僅只是看個樣子,它必須就是第一個產品,具有這個產品應該有的一切。”一位設計公司的老板這樣和我說。在他看來,傳統的手板制作,只能是無限逼近產品的原型,拿這種“逼近”去驗證產品,總還是有誤差的空間。而3D打印可以直接輸出產品實物。考慮到手板的意義就是“試錯”,那沒有什么比那成品去試錯更準確了。
3D打印會顛覆手板制作公司嗎?
既然3D打印這么好,是不是說3D打印顛覆了“手板制作”的環節呢?不是。
因為3D打印的成本太高了。
目前3D打印機的演示,都會打印各種各樣的鏤空物品來體現其性能,因為這就是3D打印機擅長的,也是3D打印機唯一有可能在成本上具備競爭力的工藝——材料少而結構復雜的部件。加上上面鎖具的案例,還可以補充為需要特殊材料的項目。
以打印上述鎖具的3D打印服務商為例,他們擁有六臺工業級3D打印機,價格在百萬元級別,主要為以色列Objet品牌。他們的打印原料全部需要進口,而客戶定制材料的打印甚至需要打印機廠商的技術支持工程師來調試設備、粘合劑等等。可以想象這樣的服務價格。
而他們的替代品呢?目前市面上成熟的的快速成型技術有四五種。對于復雜結構的產品還有一種比較極端的解決方案,用鋁合金在數控機床上做出一個快速模具,這種快速模具只能用來制作幾個樣品,然后模具就報廢了。
很難界定這些技術和3D打印相比成本的臨界值在哪。有一家設計公司給筆者看了一個平板電腦的機身框架,不到7寸的一個方框,里面有一些結構,“這個東西的手板用3D打印和傳統手板的成本就差不多……不過最后還是用的傳統手板”。
市場經濟中最基本的供需原則使得3D打印即便在市場教育程度很高的設計行業,也僅僅是個特殊工藝手段而已,在可預見的未來它并不會顛覆國內的任何行業。
其根本原因是,部署和實施3D打印的成本太高。即便是已經有專業的3D打印服務商這樣的角色,其數量也不可能和滿大街的快速模具作坊相比。傳統模板技術成熟、技術人才充足,做的人多價格自然便宜。殘酷的現實是,即便是玩具式的國產桌面3D打印機,其用ABS線材打印一個粗糙的小零件的成本仍然比找個專業加工廠做個一模一樣的東西貴。
別以為只有電商才打價格戰。3D打印壓根就誕生在工業模具這個堪稱價格戰祖師爺的領域。
3D打印的中國機會
在對3D打印產業的走訪中,筆者發現一個很有趣的現象。在設計公司引入3D打印服務商之后,其拿海外訂單的能力大大加強了。這是一個三方皆大歡喜的局面:對于設計公司而言,海外訂單的利潤高;對3D打印服務商來說,海外大客戶的案例使得他們更容易在國內爭取到新客戶;對這些海外客戶來說,中國真是太棒了。
原因很簡單,一家美國公司同時找中國的設計公司做方案和樣品,加上產品的越洋運輸時間和費用,都比在美國本土做要便宜和快速——美國高昂的人力成本和大設計事務所的效率,誠然可以保證做出頂尖的精品來,但對于簡單產品或者小規模的試開發來說,實在是太貴了。
在深圳,3D打印同樣廣泛應用在珠寶設計加工中
在這種訂單的執行中,速度是最關鍵的。在成本并非優先要素的情況下,3D打印擁有無可比擬的優勢——精確、快速、可微調。深圳一家3D打印服務商曾接過一個特種螺栓的訂單,最終產品的形狀很奇怪。如果用傳統方法,這種小東西的單價也就幾毛錢,但使用3D打印使得單個螺栓的成本翻了幾十倍——可那又怎么樣呢,加上運費和利潤,這個訂單價格還不到在美國本土制造價格的一半。
這聽上去有點搞笑,按理來說,中國還在使用進口的3D打印機和3D打印原料,難道這些客戶在美國就不能用3D打印來實現這種需求嗎?
同樣是偉大的供需原則。中國過去幾十年的工藝制造根基,使得在新的工藝技術應用上,中國依然比美國便宜——盡管中國的勞動力價格在上升,人民幣在升值,但中國新興的3D打印廠商們,仍可以和克里斯·安德森一戰。
如果國產的工業級3D打印機能盡快量產并占領市場。那么中國的3D打印服務商機會就更大了。
克里斯·安德森何許人也?前《連線》雜志主編,“長尾理論”“免費經濟”等著名的前瞻性商業科技理論的提出者。2009年他毅然辭職去一家3D打印機開發和生產廠商擔任CEO。“3D打印將引領新工業革命”就是他提出來的。
如果如現狀所見,3D打印似乎并不能顛覆什么行業,安德森是瘋了么?
為什么呢?
先看看一個成功的3D打印制作手板的案例。
一個鎖具產品的手板制作故事,就發生在今年。這個鎖具是采用特種金屬制造的,所以用數控機床切出來的傳統手板,通常材料是尼龍、PC或者ABS——這些材料完全不能驗證這個鎖具設計的可行性。那么以前這種特種鎖具怎么設計呢?只能在紙面工作盡量完善周密的情況下,跳過手板直接制作模具,拿模具澆筑制造出一個原型來做驗證。這就面臨一個風險,如果確實存在設計缺陷需要調整,那么整套模具幾十上百萬的費用都打了水漂——在審計學上,這叫做沉沒成本。
所以這就是為什么歐洲的頂級保險柜賣的比安置它們的別墅還貴——研發成本中有一大半都“沉沒”了。