本報記者 王爾德
實習記者 危 煒 北京報導
談論3D列印早已不是極客們的專利。在中國,它引發了從業界到官方,中央到地方的熱議。不過,世界頭號電子元件製造商鴻海集團CEO郭台銘近日開炮,聲稱「把3D印表機稱為『第三次工業革命』只是噱頭而已」。
對此,《3D列印:從想像到現實》一書的兩位作者——康奈爾大學機器人研究專家胡迪·利普森(以下簡稱利普森)和曾在微軟與康奈爾大學從事產品研發的梅爾芭·庫曼(以下簡稱庫曼)在接受本報專訪時回應稱,「第三次工業革命」的說法確有誤導性,目前3D列印技術還處在最初始的原點,但3D列印的確是第三次工業革命開啟的突出體現。
金屬列印市場最廣
《21世紀》:3D列印技術在上個世紀就被發明出來,但為何現在突然引起全球性的關注?
庫曼:我想有兩部分原因。第一當然是科技的進步,包括對其他科技的轉化。3D列印並非是通過其本身而演化的。其中一個很重要的驅動力是計算機和3D列印模型設計軟體,將軟體創建的文件輸入3D印表機就能列印出物品。近年來,隨著計算機的價格不斷降低、設計軟體飛速發展,人們逐漸能造出細緻入微的3D模型圖,並將其列印出來。
第二股力量來自硬體成本的銳減。另外,零部件的體積也越來越小。以前,3D印表機只有大公司才買得起,現在家庭用戶和小企業也有能力購買。
從社會意義而言,中美兩國其實非常相似。兩個國家都在尋求產業創新。經常能聽到的一個說法是,3D列印將引領新一輪工業革命。因此,3D印表機的火爆不僅是由於各種先進技術的交匯,而且源自人們對經濟、社會如何進步的關切。
《21世紀》:目前3D列印技術發展到哪個階段?
利普森:需要明確的一點是,在3D列印這個名稱之下有各種各樣的技術。提到3D列印,通常的聯想到的是用小型3D印表機列印塑料製品,因為這樣的印表機在街上就能看到。但是在3D列印的名目下還有很多更為先進的技術,它們正在扮演著重要角色。
在工業生產里,有一些平常很難見到的大型3D印表機,比如3D金屬印表機。如果你留意一下資金的走向,你會發現大部分的3D列印投資都是在大型工業印表機上。儘管大眾3D印表機在數量上更多,但金屬、陶瓷3D列印這些技術才是幫助工廠製造龐然大物的。所以從市場角度,市場最大的是金屬列印,需求行業包括航空航天業等。
其他工業應用還包括塑料列印,比如以ABS塑料為原材料等。這些都是現在進行時。現在我們還有越來越多的服務站,它們也不是家用的印表機,而是在雲端提供服務。還有未來的市場,像是服務於生物學和醫學研究的生物列印。食物列印未來也會逐漸興起。一切都在徐徐展開。
「第三次工業革命」真正到來還要等二三十年
《21世紀》:3D列印技術的熱潮是否意味著第三次工業革命已經到來?
庫曼:我認為這個表述實際上有點誤導。回顧過去的工業革命,它們都要花上數十年的時間。比如第一次工業革命,英國花了30-40年。第二次工業革命,也就是人們所說的信息通信革命,經歷了50多年並仍在進行當中。如果你觀察中國的工業革命,它已經進行了30-40年,也還在過程之中。所以,當人們問是否3D列印會引發第三次工業革命嗎?我認為,答案是「是」,但是要花上數十年的時間。現在我們當然還在起點上,但我想人們低估了它所需要的時間:要再過幾十年,但人們卻希望明年就發生,這是不可能的。
利普森:但3D列印的確是第三次工業革命開啟的突出體現,因為它將減少製造業的主要成本。如果你研究歷史上的其他工業革命,就會發現,它們都是由類似的極大降低成本的技術所引發的。第一次工業革命是能源,和以往相比,能源動力幾乎被下降到零成本。第二次工業革命是由計算機,而計算的成本幾乎被降到零。被3D列印降為零的成本包括從圖紙到製成複雜事物的成本,比如不管物體的複雜程度,它們的列印時間、列印能力要求、投資成本都差不多。處理複雜幾何圖形的成本幾乎為零。而人類歷史上,製造複雜物品通常更多的技術、資金和時間。因此,主要的成本降到零。我們認為,3D列印具備了第三次工業革命起飛的關鍵要素。前導時間(lead time)的變化也是一樣。和傳統製造業相比,從設計圖紙到製造出實物,原來需要好幾個月,現在幾乎降到了零。為下一輪產品升級進行設計修改的成本、創造多樣性的成本也低得可以忽略。所以很多東西一下子被縮小了。但要說第三次工業革命已經到來,還要等到二三十年以後,等到新的商業模式被發現出來,新的工作形式被創造出來,新的設計工具被發明出來——要運用好3D列印技術,必須要很有創意。
現在還是最初始的原點(beginning of the beginning)。可能需要30年的時間,但一切都正在發生。從比例上看,相比全美2000億美元和全球1萬億美元左右的傳統大型製造業,現在所有與3D列印相關的產業大概只有25億美元,還不到傳統製造業的1%。比重雖然小,但現在在以每年25%的速度增長。按照這個計算,可能需要10到20年才能達到相當於傳統製造業10%-20%的體量。這需要時間,但一定會實現。
中國或成為3D列印領頭羊
《21世紀》:3D列印是否未來將取代傳統製造業?
利普森:我不這麼認為。但它將分食一部分市場。今天很多被大規模生產的商品以後將被3D列印出來。在那些需要生產相對微小且複雜零部件的行業這已經成為現實,比如飛機製造業。波音公司每年大概要造100架飛機,不是100多萬架。這些飛機大量複雜的零件使用3D列印而不是注射模具的方式來製造是合情合理的。但是對於牙刷製造行業都用3D列印來造就很荒唐。而那些全新的行業,比如牙套,每天都有5萬個牙套被3D列印出來,在世界各地被廣泛使用。每一個牙套都是度身定做,這樣的大規模定製生產在3D列印出來之前是不可能的。這樣一種商業模式是全新的。
《21世紀》:即使3D列印的大規模推廣還有待時日,但傳統製造商仍然面臨巨大的威脅。像中國這樣的製造大國如何應對3D列印的挑戰?這是否也會成為中國的轉型契機?
利普森:製造業對中國人來說是深入到日常生活里的事。在美國,人們覺得製造業是很遙遠的事。而這裏,人們對製造業習以為常。中國人對3D列印的興趣真是非常大,我相信他們會很快掌握這項技術,並且找到新的商業模式。是的,3D列印將一定程度改變中國的製造業,但是中國人將找到新的商業模式;有些職業會隨之消失,有些新職業將在國內被創造出來。
回應郭台銘:不用3D列印,他的手機不會成功
《21世紀》:世界製造大亨郭台銘曾經公開表示,他們30年前就開始用3D列印,但這項技術不能進行商業化推廣。因為3D列印商品無法加上電子零件進行組裝,也無法成為電子產品量產。如果可以,他的「郭」字就倒過來寫。您如何看待他的這種評論?
利普森:這個評論很酷,我們會把它放到下一版的書里,就像很多年前有人問「誰需要電腦啊」。正如剛才談到的,目前3D列印還處於最初始的原點,以用同種材料列印複雜零部件為主。隨著技術的發展,以後能實現同時列印多種材料、甚至打出帶電路、可安裝電子元件的整體性產品。3D列印的用途將越來越廣。所以還是回到邊界的問題。如果要3D列印實現百萬量的大規模生產,近期還不可能;但如果是飛機製造業,在未來20到30年,超過一半的飛機零件都將通過3D列印製造。我說的不是手機零件。這兩個行業是完全不同的。手機是以百萬量生產的,而飛機則以千計。但是從資金層面,飛機製造業資金很充裕,手機行業也是。後者更多有無差別產品(commodity)的性質,即使上述技術瓶頸都突破了,也不值得都用3D列印。未來也許會發生變化。但3D列印目前不能廣泛用來造手機並不意味著它是只一個花哨玩物。
庫曼:有一點要明確的是,手機之所以能迅速投入市場,很大的原因在於它們的零部件在設計階段都是用到3D列印技術的。你打開手機就會發現,裏面有不計其數的細小部件。之所以用3D列印,就是為了確保每個部分都能完美耦合。你不希望你設計完以後,拿到工廠,結果發現裝不到一起去。微軟的surface平板電腦也用了3D技術。如果看3D列印產品的消費額,電子消費品的比重其實是最大的,它佔了全球3D列印產品消費額的五分之一。我想郭先生看到的更多是終端產品,也就是整個手機。但是在過程當中,不把3D列印用在設計和產品策劃,他的手機是不會成功的。
(《3D列印:從想像到現實》 [美]胡迪·利普森 梅爾芭·庫曼著 中信出版社 2013年4月版)
詳全文 專訪利普森:3D列印技術還處在最初始的原點-科技新聞-新浪新聞中心 http://news.sina.com.tw/article/20130715/10142297.html
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