3D打印是传统制造业的补充

来源:51模材网 

  “3D打印”横空出世给传统制造业带来了新契机。以3D打印技术为代表的数字化制造模式,被英国《经济学人》杂志认为是“第三次工业革命最具标志性的生产工具”。有专家认为,3D打印机可能是体现新一轮工业革命智能、绿色、高效等特点的一项“代表作”。美国等发达国家已经将增材制造确定为制造业创新的重要引擎。


  由于3D打印的突破性进展,人们正在谈论美国借此重振制造业。其中的逻辑是,这项技术回避了美国人力成本高昂的劣势,能够实现无人工操作。而且制造过程极大节省了材料、节约了成本,再将制造业外包给中国已经完全没有必要。


  但需要强调的是,3D打印并不适合批量生产,生产1件和生产1万件的成本单价接近,不会对传统批量生产的产品造成太大冲击。而大批量生产正是“中国制造”的擅长领域。3D打印技术并不会对传统制造业构成任何挑战,所谓的“挑战”看起来也仅仅是一个假命题,并不值得我们过多忧虑。


  对于大规模生产的普通易耗品,还是依赖批量化生产,3D打印并不会全部替代模具,只会使模具产业加快升级步伐,变得更为简单、方便、快捷、实用。对于高端工业品,材料、工艺才是核心竞争力所在,时间成本也往往大于人力成本。


  3D打印技术相对传统制造技术来讲是一次重大的技术革命。它能够解决传统制造业所不能解决的技术难题,对传统制造业的转型升级和结构性调整将起到积极的推动作用。但传统制造业所擅长的批量化、规模化、精益化生产,恰恰是3D打印技术的短板。因此,3D打印技术本身不能取代传统制造业,也不是要取代传统制造业,而是要为传统制造业的创新发展注入新鲜动力。


  至于3D打印技术是否能够推动第三次工业革命,我们认为目前讨论这个问题还为时过早,不具有实际意义。目前,3D打印技术在原材料、精密度、工艺稳定性等诸方面还面临着瓶颈。由于3D打印技术不是一项替代性很强的技术,加之国内从事3D打印技术研发的科研机构和企业目前大多小而散,各自为政,因此,3D打印产业化将是一个漫长的过程。


  3D打印不会取代传统制造业


  “3D打印要全面替代传统制造业,以后就不用工厂、不用车间、不用工人、不用出门,自己就能够在家打印想要的任何东西”,“通过3D打印机可以打印自行车、飞机”,“3D打印将使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具,改由更加灵巧的电脑软件主宰”……这是不少人的观点,也经常被一些媒体报道。


  很多人非常关心这些问题,一些专家和媒体也总是信誓旦旦地表示,3D打印将取代传统制造业。而当对3D打印有了比较深入地了解以后,你会发现这样的观点并不可靠。


  按照3D打印技术的原理,不可否认,3D打印真有那么“神”,的确可以打印出你设计出来的任何东西。但是,我们必须清楚地认识到,打印出来的东西不一定是我们所需要的“东西”。打印的杯子可以喝水吗?打印的飞机能够飞吗?打印的自行车能够骑行吗?打印的手枪能够用吗?……


  的确,打印出来的杯子一定是杯子,不会是其他的东西。打印的飞机一定是电脑上设计好的飞机。按照你的影像打印出来的人像一定是你,不是别人,一丝细如头发的皱纹都能够打印出来,而且颜色也能够做到与实物一样。可是,我们真的就可以使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具吗?


  我们在高兴之余突然发现,原来打印出来的只是模型,大多数并不是真正的产品。即使是真实的杯子等物体,也并不意味着我们就可以用来喝水。利用传统方式生产的杯子,首先要考虑材料是否环保,是否对人的身体健康有影响。但是,3D打印要做到这点并不容易,一是材料还做不到,还没有办法为我们提供种类繁多的、能够满足各种功能需求的材料;二是缺乏用于家庭的质量检测手段。打印的飞机、自行车仅仅只是一个外壳或者一个模型,电子元器件和成千上万个零部件是根本不可能一下子打印出来的。无论打印的是飞机,还是自行车,都不可能直接使用,还需要增添无数的零部件和功能件。


  利用3D打印技术打印出真实的物体,这的确不是什么难题,也不是什么新鲜事。但是打印出来的东西是否能够使用、是否能够替代传统方式生产的东西,这就不一定了。即使我们打印的东西满足了环保要求,也不可能做到需要什么东西都靠自己打印。不同的东西需要不同的材料,我们每个家庭为此就成为了一家工厂,要准备成百上千种材料,还要占用生活中几乎全部的时间,忙于设计和打印自己的用品。这样算下来,其成本将远远高于传统生产方式制造的产品,不能给自己的生活带来乐趣。


  在传统制造业领域,开模是一件非常令人头疼的事情,耗时长、难度大、成本高。而3D打印技术的优势恰恰体现在产品设计(模型设计)方面,凡是能够设计出来的任何复杂的个性化产品,都能够通过3D打印技术把模型打印出来,甚至直接生产制造出产品。


  3D打印技术虽然能够打印出我们所需要的多种产品,但是从成本核算、材料约束、工艺水平等多方面因素综合比较来看,3D打印并不能够替代传统的生产方式。


  3D打印的核心意义体现在两个方面:一是传统生产方式不能生产制造的个性化、复杂高难度产品,通过3D打印技术都能够直接制造;二是虽然传统方式能够生产制造,但是投入成本太高,周期太长,通过3D打印技术可以实现快捷、方便、缩短周期、降低成本的目的。


  因此,3D打印技术将替代传统制造业并不现实,一是成本并不划算,达不到规模化的要求;二是3D打印也不可能使工厂彻底告别车床、钻头、冲压机、制模机等传统工具。


  3D打印技术作为传统生产方式的一次重大变革,是传统生产方式有益的补充。宣扬3D打印技术将完全取代传统制造业这种观点是一种严重的误导,既不科学,也不符合实际,是不可能做到的。关键原因在于,我们生产生活中所需要的任何商品都具有功能性,而任何功能性的商品都是由不同的材料制造的。我们生产生活中需要很多种类的商品,但是我们每一个家庭不可能都成为工厂,去采购许多种材料。如果我们需要的任何东西都靠自己打印,首先是成本将大大超过商场中购买的同类商品;其次,传统制造业经过数千年的发展,在生产工艺等方面都比3D打印技术更为成熟。


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