3D打印产业背后:消失的工厂?

未来的全球制造业中心会在重庆、曼谷抑或班加罗尔？都不对。它可能存在于每个人的家中，3D打印技术来了。

3D打印产业

你可能认为3D打印仅存于科幻电影中，就算略有所闻，你也会反问“这东西很酷，但能干什么？”但在李国豪这类极客创业者眼中，该技术不仅酷，而且十分有利可图。李的设计工作室内一台3D打印机的喷嘴正不断地“吐丝”，而后被叠加于塑料板上。两小时不到，一个动漫人物即可成型，每个市价均超过一百元，月销量亦数以百计。

如今深圳、杭州等地，类似的创业者并不少，其创业的全部寄托均在于一台价值仅数千元的3D打印机。所制玩偶模型成本仅十多块钱，以往传统玩具工厂开发类似玩偶仅开模费即高达数千元。

难能可贵的是这项技术傻瓜都能操作—在电脑屏幕所示蓝图上修改打印的形状及颜色，然后按下打印按钮。其作业过程如下—每层打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴极其微小且不易扩散，然后均匀喷洒一层粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。在一层胶水一层粉末的如此交替下，实体模型将会被打印成型，打印完毕，只要扫除松散粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。加工过程仅需确定所需塑料、树脂、金属等物料，材料耗费仅相当于传统制造的十分之一，而误差可轻易控制到0.1毫米之内。它无需生产线，亦可制造那些常规方法无法生产的奇形怪状的零件。
好处还不仅限于此。以使用以色列3D打印系统提供商Objet 3D打印机的彪马公司为例，其运动鞋模型生产时间可减少四分之三，由4天压缩为1天。不仅可省去远程沟通的麻烦，亦可减少设计错误。而豪华汽车生产商捷豹、路虎则表示其所用环氧树脂基复合材料所制部件中已有超过三分之一由Objet公司的3D打印机生产。
这仅是开端。沃勒斯合伙公司(Wohlers Associates)总裁特里·沃勒斯(Terry Wohlers)曾对3D打印行业研究长达25年之久。沃勒斯估计2011年3D打印产品和服务的销售额已达17亿美元,而零部件生产业务占到近四分之一，已是2007年的两倍。到2019年，该行业收入将达69亿美元，其中零部件生产预计将占80%。目前，由3D打印机直接打印的产品其成品率已达20%，至2020年，这一数字将增至50%。

新的商业模式亦将应运而生。在美国，3D打印服务企业Shapeways已拥有15万个会员及超过6000个商家—用户可通过Shapeways平台上传打印自己的3D作品并出售。迄今为止，这家公司已为顾客打印过上百万件产品，其打印材质包括陶瓷，塑料和钢化玻璃等三十余种材料。

资本市场亦为3D打印业务投票。Shapeways已获数千万美元的风险投资。而在8月初，国内铝板带箔加工企业银邦股份(300337)宣布进军3D打印后，其股价飙升两成，投资机构迅速将其评级提高至增持。

乐观人士对以下结论深信不疑：3D打印将从源头颠覆制造业，机器将取代模具、部件、半成品到成品等每一个关键环节。这是对传统制造业的彻底颠覆—劳动力、设备投资、工人技能、生产线管理等将变得无关紧要。
3D打印衍生于1970年代末的计算机辅助设计。最早生产一个模型，工程师往往需要先用计算机模拟，辅以人工用钢铁、石膏、粘土、木头等材质制造模具。其耗时费力，仅一个最简单的塑料外壳就要花上数千美元和数月时间。

而早期3D打印的设备及耗材非常昂贵，1990年代，一台3D打印机高达数百万美元，且仅用于模具开发、原型设计等上游环节，而非大规模制造生产。2000年初这一价格已降至一至两万美元。两年前，开源3D打印机厂商Makerbot则将其成本拉低至2000美元以下，而在淘宝上你只需花费不到4000元就能购置一台类似的设备。
低价推动了3D打印机的迅速普及，这些廉价的3D打印机尚不能完全取代注塑成型等传统制造工艺，但打印一些产品原型、简单玩具已绰绰有余。但正如没有人能预言1450年古登堡铅活字印刷、1750年蒸汽机、1950年晶体管的出现所产生的影响一样，3D打印机的持久影响尚待评估。毫无疑问的是它将扩展工业想象力的极限。未来，3D打印机将与铣床、铸造、喷注塑等传统制造设备并肩作战，甚至取而代之。随着打印成品率的提高，未来用工需求亦将大幅减少。

这并非杞人忧天。3D打印公司Shapeways已能采用尼龙12直接打印制造无缝拼接泳衣。这仅是一个开始,未来任何种类的衣服都将通过数字技术制造,而无需人工或缝纫机械。

这会是中国制造的噩梦开始吗？“3D打印最大的优势是增加机器数目，就可以提高产能。而且机器是一次性投资，仅需考虑电费，人力加工却要不断投入。”资深机械工程师余涛满对《环球企业家》说。一条传统注塑生产线至少要5至6个工人操作，一名技术员却可以管理数十台全自动化的生产设备。更大的颠覆在于柔性供应链。在传统制造业模式中，客户提出生产需求时，须根据市场预期确定每批生产数量后开展批量生产，一旦工厂投入运作，即使供过于求或供不应求，生产线亦难以停下。而3D打印则可先打印实验性产品，依据市场反馈效果后再做决定。

未来3D打印将使一些传统制造中心的地位下降。例如深圳手机业的优势在于高效的供应链系统，上下游均能清晰掌握市场的走势，一旦产品滞销或者热销即可调整生产策略。但在3D制造时代，这些都不重要。3D打印可随时即开即停，工厂无论设在深圳还是美国，均可获得足够的产能与响应速度，人力成本、技工水平均可忽略不计。

未来3D打印机将可按需打印任何产品。消费者亦无需购买传统工厂流水化的产品，而仅购买3D打印机及产品图纸打印即可，可以预料的是鞋帽、餐具、玩具等密集劳动型产品将首当其冲。