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莫以工业生产线角度看3D列印

中国奥秘 2020-08-02

3D列印技术(3DimensionPrinter简称3DP;注一)是否可能促成第三次工业革命,是近来全球产业界的重要话题。不过,以「代工」规模经济着称的鸿海董事长郭台铭却表示3D列印「只是噱头而已」,被批评是血汗工厂的可成董事长洪水树说3D要量产有困难,3D列印只是「射得比较準的弓箭」难追上「洲际飞弹」。

莫以工业生产线角度看3D列印

虽然大老闆用工业生产线角度来看3D列印,也不认为3D列印能成就什幺,但很多人依然认为3D列印可以提供中小企业或个人工作室新契机。而且,美国总统欧巴马也认为3D列印是美国製造业的未来。位于台湾乌山头水库附近的「积层製造与雷射应用中心」是台湾3D列印技术的研发中心,他的重要性也吸引鸿海来参访。显见,3D列印并非鸿海老闆所说的「噱头而已」。

所以,3D列印(3DP)到底是什幺?

首先要釐清3D列印是什幺。其实,3D列印技术为快速成型(Rapidprototyping,简称RP;注二)的一门分支。与市场常见的RP其他技术分支(注三)相比,现行3DP的技术特点在于:

(1)建模快速。(约为其他技术分支的6倍)(2)成本较低。(为其他技术分支的1/6)(3)精确度与表面品质较低。(主要为粉末层喷头3D列印)

确实如大老闆郭台铭所言,3D列印不是什幺新技术,鸿海在30年前就使用,但当时的3D列印机体积庞大,价格昂贵。1995年,MIT毕业生JimBredt和TimAnderson修改喷墨印表机,进一步提升了3DP的基础技术。但受限于当时的消费型态与3DP技术问题,不为市场所接受。

原本只有大企业可以负担得起的3DP,现在的状况却有了转变。近期商用3DP机组不仅技术提昇,而且售价下跌,已经下跌到小企业甚至小型工作室都可以接受的水準。这个改变,带来了全新的可能,这个新的可能,是否会冲击到大企业垄断3DP才能生产的商品?

莫以工业生产线角度看3D列印

一、商用3DP机组普及化是中小企业与小型工作室的福音

如果只从生产线的角度来思考3DP技术,确实现阶段无法满足大量生产的需求,并且只有特定3DP技术机组之成品才能符合产品级的期待。但是3DP真正带来的关键转变,在于产品的开发而非生产阶段。一般工业开模或其他RP技术所需耗费的时间与经济成本不是中小企业与小型工作室可以常态承受的负担,因而许多创新理念受限于成本效益根本无从试验。

这时,商用3DP普及化使「开模校对」成本大幅下降。当创新试验的时间与经济成本降低,研发团队可在数位3D与3DP技术的交互使用中快速提升产品成熟度,还能减低内部与外部的沟通成本,提前掌握产品最终样貌。对于向来以中小企业为主,并且总是停滞于「建立品牌」与「产业转型」口号的台湾产业来说,3DP正是我们需要的关键转型技术。

二、3DP的下一步:30分钟拿到手的客製化产品

往后,人们可以直接上网订製完全由自己设计的创新商品,30分钟后就可在最近的3DP实体店面甚至便利商店取货。产品级3DP的普及,能够克服标準化生产不够贴近个人使用需求。跳过生产与消费两端的藩篱,这样的技术显然更贴近使用者需求,同时还拥有碳足迹减少与废料掌控的双重优势。

所以,不论是现阶段商用3DP普及化或未来产品级3DP市场化,3DP技术必然对产业型态造成巨大冲击。或许对模具製造起家后转电子代工业的郭台铭董事长而言,这种既有技术是个华而不实的噱头。但就工业与商品设计产业而言,特别是身处中小企业或小型工作室的设计师,3DP技术让我们看到更多实现理想的可能性。 

注一:3D列印(3Dprinting)即快速成形技术的一种,它是一种以数位模型档案为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,透过逐层列印的方式来构造物体的技术。

注二:快速成型或快速成形(Rapidprototyping,RP) 是一种快速生成模型或者零件的製造技术。在电脑控制与管理下,依靠已有的CAD资料,採用材料精确堆积的方式,即由点堆积成面,由面堆积成3D,最终生成实体。

注三:市场常用的RP技术可类分为-光固化立体成型(SLA)、3D印刷工艺(3DP)、熔融沉积成型(FDM)、选择性雷射烧结(SLS)、多层雷射融覆(DED)、薄板层压成型(LOM)。

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