3D打印走向智能制造，個(gè)性化定制是考驗(yàn)

3D打印曾經(jīng)“紅極一時(shí)”,出現(xiàn)了諸如3D打印汽車(chē)零配件、打印航空發(fā)動(dòng)機(jī),甚至打印人體器官等,引來(lái)市場(chǎng)關(guān)注。而今,國(guó)內(nèi)3D打印產(chǎn)業(yè)格局也初步形成,上至航空、軍工,下至醫(yī)療、文創(chuàng)等,都能運(yùn)用3D打印技術(shù),正在推動(dòng)著傳統(tǒng)制造業(yè)的創(chuàng)新。有研究3D打印的專(zhuān)家表示,3D打印并不是制造業(yè)的對(duì)立面,而是“制造業(yè)創(chuàng)新的引領(lǐng)性共性技術(shù)”,目前需要加強(qiáng)3D打印技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合,助力傳統(tǒng)制造向智能制造轉(zhuǎn)型。

賦能
推動(dòng)傳統(tǒng)制造“華麗轉(zhuǎn)身”
從耳機(jī)、珠寶到飛機(jī)、汽車(chē),甚至是人類(lèi)的牙齒、心臟等都可以打印出來(lái)。如今,3D打印正在讓遙不可及的想象變成可能。據(jù)了解,這是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等粘合材料,通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。

記者采訪了解到,初創(chuàng)企業(yè)佛山國(guó)恒科技就將該3D打印技術(shù)應(yīng)用在了汽車(chē)、航空、航天、船舶、裝備制造等市場(chǎng)中,主要為工業(yè)應(yīng)用客戶(hù)提供服務(wù)及設(shè)備,2017年實(shí)現(xiàn)營(yíng)收700多萬(wàn)元。比如在汽車(chē)領(lǐng)域中,他們是為汽車(chē)企業(yè)提供自主研發(fā)的單件與小批量零件。“原來(lái)是通過(guò)傳統(tǒng)工藝,其制作過(guò)程需要3-6月才能實(shí)現(xiàn);現(xiàn)在通過(guò)3D打印技術(shù)僅需15-30天就能提供所需零件,大大節(jié)省了研發(fā)周期與制作成本。”國(guó)恒科技總經(jīng)理陳耀波表示,如今汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展也離不開(kāi)此技術(shù)的推動(dòng)。

陳耀波從事3D打印行業(yè)已有十余年。他向記者表示,3D打印技術(shù)在電子消費(fèi)品方面,主要體現(xiàn)為桌面3D打印,目前已經(jīng)在教育與創(chuàng)客中得到深入應(yīng)用,而且成為實(shí)訓(xùn)教育的重要科目;工業(yè)方面的應(yīng)用則已成為企業(yè)研發(fā)與實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制的主要手段�！澳壳坝捎谛�率與成本還未能融合在量產(chǎn)節(jié)拍中,之后只要材料實(shí)現(xiàn)普及化、設(shè)備節(jié)拍效率化,相信3D打印會(huì)成為工業(yè)生產(chǎn)主流生產(chǎn)中的一種先進(jìn)技術(shù)�！�

據(jù)中泰證券分析,3D打印核心價(jià)值體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式不能生產(chǎn)制造的個(gè)性化、復(fù)雜高難度產(chǎn)品,通過(guò)3D打印技術(shù)都能夠直接制造;二是雖然傳統(tǒng)方式能夠生產(chǎn)制造,但是投入成本太高,周期太長(zhǎng),通過(guò)3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)快捷、方便、縮短周期、降低成本的目的。

“3D打印并不是傳統(tǒng)制造業(yè)的對(duì)立面,而是制造業(yè)創(chuàng)新的引領(lǐng)性共性技術(shù)。”中國(guó)機(jī)械制造與自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜冶R秉恒也曾表示,比如在航空航天領(lǐng)域,3D打印技術(shù)能將材料使用率從5%提高到85%,同時(shí)將制作周期由幾個(gè)月壓縮到幾天�！�3D打印技術(shù)是為制造業(yè)服務(wù)的。制造業(yè)需求大,3D打印技術(shù)肯定也能發(fā)展快�！�

應(yīng)用
醫(yī)療領(lǐng)域被業(yè)內(nèi)所看好
據(jù)了解,目前3D打印技術(shù)已脫離最初的華麗概念,正逐步應(yīng)用到行業(yè)中,主要集中在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車(chē)、航空航天及醫(yī)療等領(lǐng)域。其中,醫(yī)療行業(yè)更是成為大多數(shù)創(chuàng)業(yè)者的選擇。

廣州的黑格科技就是一家以3D打印應(yīng)用和數(shù)字化智能制造技術(shù)為核心的科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型公司,口腔醫(yī)療是其一大方向。記者了解到,黑格科技有7位創(chuàng)始成員,皆來(lái)自全美公立大學(xué)排名前三的高等學(xué)府。還在國(guó)外留學(xué)時(shí),以桂培炎為首的7位留學(xué)生就開(kāi)始組建團(tuán)隊(duì),自主研發(fā)3D打印技術(shù)。他們首先研發(fā)出來(lái)的是3D打印定制式耳機(jī),并在半年內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈利。隨后,他們參加了北美地區(qū)的創(chuàng)業(yè)比賽,贏得了第一名,引來(lái)風(fēng)投機(jī)構(gòu)關(guān)注。不過(guò),幾位90后留學(xué)生在2015年時(shí)還是選擇了回國(guó)創(chuàng)業(yè)。

2017年,他們開(kāi)始進(jìn)軍數(shù)字化口腔醫(yī)療行業(yè),專(zhuān)注3D打印定制化牙科產(chǎn)品,如樹(shù)脂牙、鑄造牙、隱形矯治器、止鼾器等�！拔磥�(lái)3D打印將會(huì)覆蓋非常關(guān)鍵部位的診斷和治療,比如在牙科領(lǐng)域可利用口腔掃描儀和3D打印機(jī)來(lái)應(yīng)用,現(xiàn)場(chǎng)做數(shù)據(jù)分析、加工,在打印機(jī)上實(shí)時(shí)打印出來(lái)。”黑格科技創(chuàng)始人兼CEO桂培炎認(rèn)為,同理,其他領(lǐng)域也將實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的新革命。如今,通過(guò)自主研發(fā)的3D打印技術(shù)、數(shù)字化設(shè)備及智能化系統(tǒng)等,他們不僅深度布局了口腔醫(yī)療數(shù)字化轉(zhuǎn)型的全產(chǎn)業(yè)鏈條,還涉及消費(fèi)、電子等多個(gè)行業(yè),賦能傳統(tǒng)行業(yè)。

據(jù)了解,目前3D打印技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域的案例也層出不窮,從假肢、矯形器、助聽(tīng)器到牙齒、心臟模型、支架等植入物打印。比如廣州的華鈦三維,就是用內(nèi)嵌拓?fù)淇蚣芙饘僦瞥裳�椎、膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等。據(jù)其創(chuàng)始人朱獻(xiàn)文早前在“廣州之夜·創(chuàng)新英雄會(huì)”的分享,這樣制成的骨骼因?yàn)樘厥饨Y(jié)構(gòu),可以和人體內(nèi)的血液、組織長(zhǎng)在一起。而在3D植入物打印之前,骨骼壞損大多植入的是不銹鋼或鈦網(wǎng),不能在人體內(nèi)長(zhǎng)期保存。

在朱獻(xiàn)文看來(lái),3D打印大大降低了設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜難度,可以通過(guò)精密設(shè)計(jì)制造出傳統(tǒng)工藝無(wú)法加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu),并且具備成本低、生產(chǎn)周期短等優(yōu)勢(shì),尤其適合動(dòng)力設(shè)備、航空航天、汽車(chē)、醫(yī)療器械等高端產(chǎn)品上的關(guān)鍵零部件制造。

探討
個(gè)性化生產(chǎn)面臨考驗(yàn)
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示,2016年我國(guó)3D打印行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了100.2億元,2017年市場(chǎng)規(guī)模約為178.8億元。不過(guò),3D打印行業(yè)目前屬于投入期,很多企業(yè)也面臨研發(fā)支出高,盈利周期長(zhǎng)的問(wèn)題。

據(jù)南極熊3D打印統(tǒng)計(jì),2018年上半年,新三板市場(chǎng)3D打印概念企業(yè)有17家。其中,做設(shè)備的占了絕大多數(shù),如樂(lè)彩科技、光華偉業(yè)等;而做材料和服務(wù)的相對(duì)較少。盈利的企業(yè)有7家,如先臨三維、聯(lián)泰科技、天虹激光等,占比為40%;還有60%則處于虧損狀態(tài)。

據(jù)了解,先臨三維是3D打印全產(chǎn)業(yè)鏈布局最為完善的龍頭公司,目前已形成面向工業(yè)制造、教育消費(fèi)、生物醫(yī)療等多個(gè)應(yīng)用方向的3D打印產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了較好的商業(yè)變現(xiàn)。2018年上半年,先臨三維營(yíng)收為1.45億元,凈利潤(rùn)為651萬(wàn)元。

記者梳理發(fā)現(xiàn),天遠(yuǎn)三維、嘉一高科等則虧損較大。其中,天遠(yuǎn)三維是工業(yè)三維掃描設(shè)備及服務(wù)提供商,2018年上半年虧損了352萬(wàn)元,同比下降383.37%。年報(bào)顯示,其研發(fā)上的投入增加了329.51萬(wàn)元。嘉一高科也從事掃描儀、應(yīng)用等服務(wù),2018年上半年虧損263萬(wàn)元。另外,該公司在2016、2017年也連續(xù)兩年較大虧損。據(jù)了解,除了市場(chǎng)拓展力度不足外,其在“3D+醫(yī)療”及“3D+教育”的研發(fā)投入和業(yè)務(wù)平臺(tái)建設(shè)支出較大,也是造成虧損的主要原因。

為何3D打印技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,企業(yè)卻難以盈利?據(jù)了解,除了研發(fā)上需要大量投入外,個(gè)性化也在面臨考驗(yàn)。個(gè)性化原本是3D打印的很大特色,但也正因如此,企業(yè)很難進(jìn)行規(guī)模量產(chǎn)。對(duì)此,廣州形優(yōu)科技有限公司總經(jīng)理侯杰表示,在效率、速度及成本上,沒(méi)有任何一項(xiàng)技術(shù)工具可以完全取代傳統(tǒng)制造業(yè)。從業(yè)者的思維方式需要轉(zhuǎn)變,3D打印并非任何行業(yè)都能應(yīng)用,即便在技術(shù)上能夠做到。

在陳耀波看來(lái),現(xiàn)在只要基于“離散堆積”技術(shù),基本都能實(shí)現(xiàn)3D打印方式,但由于該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛,每個(gè)工藝也有自身材料與行業(yè)的融合方式。因此,誰(shuí)能把材料突破或者創(chuàng)新,誰(shuí)就能成為行業(yè)領(lǐng)先者�！靶袠I(yè)企業(yè)還需要不斷在新材料研發(fā)上進(jìn)行努力�！�

桂培炎也坦言,目前3D打印的應(yīng)用市場(chǎng)正從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的原型制作上升到定制化工具的生產(chǎn)制造階段,但要真正實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),除了技術(shù)和材料性能提升外,生活應(yīng)用場(chǎng)景的拓寬和挖掘都需要時(shí)間。

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