3D打印的中国机会 99%的订单是做手板

2019-07-07 11:41

  下图是使用工业级3D打印机打出的石膏人像值得注意的是,这个人像的色彩打印出来就是这个样子,不需要上色。而如果切开这个石膏像,会发现剖面也是彩色的。

  玩具级的桌面打印机,真的弱爆了。

  在设计业突飞猛进的时候,整个生产环节的中心转移到由工业设计机构主导,这种格局为3D打印机进入工业制造流程打开了大门。

  99%的3D打印订单是做手板

  在教科书上,一个工业产品从最初的技术调研到最后的大批量上市要经历14个环节之多的工业设计流程。

  其中有一个步骤叫做手板制作,这就是目前3D打印正在商用的环节。

  手板亦被称为首板,是指在没有开模具的情况下,根据产品图纸做出的若干个产品样板,主要用来验证产品,包括外观、结构和功能。由于最早这种样板只能靠经验丰富的技师手工制作,所以学名手板。但是目前的主流是采用数控机床制作的CNC手板,而采用3D打印制作手板在目前是比较前沿的。

  在深圳的3D打印服务商告诉笔者,他们99%的订单都是打印手板。

  3D打印天生不需要模具,这无疑是手板制作的理想方式。但另一方面,工业设计机构告诉笔者,只有不到10%的手板会使用3D打印来制作。

  为什么呢?

  先看看一个成功的3D打印制作手板的案例。

  一个锁具产品的手板制作故事,就发生在今年。这个锁具是采用特种金属制造的,所以用数控机床切出来的传统手板,通常材料是尼龙、PC或者ABS这些材料完全不能验证这个锁具设计的可行性。那么以前这种特种锁具怎么设计呢?只能在纸面工作尽量完善周密的情况下,跳过手板直接制作模具,拿模具浇筑制造出一个原型来做验证。这就面临一个风险,如果确实存在设计缺陷需要调整,那么整套模具几十上百万的费用都打了水漂在审计学上,这叫做沉没成本。

  所以这就是为什么欧洲的顶级保险柜卖的比安置它们的别墅还贵研发成本中有一大半都沉没了。

  但笔者听到的这个故事有个光明的结局。因为使用3D打印技术,这家设计公司直接让3D打印服务商把客户提供的特种金属原料加工成粉末,按照细节不同的设计图纸打印出多个样品同时验证,最终确定最有效的设计。如果第一批次的所有产品设计都没通过验证,再调整设计图纸重新出样的时间也可以控制在一周内。最后这个在以往需要一年甚至更长时间的设计案只用了两个月就通过了验收。

  3D打印出来的样品,绝不仅仅只是看个样子,它必须就是第一个产品,具有这个产品应该有的一切。一位设计公司的老板这样和我说。在他看来,传统的手板制作,只能是无限逼近产品的原型,拿这种逼近去验证产品,总还是有误差的空间。而3D打印可以直接输出产品实物。考虑到手板的意义就是试错,那没有什么比那成品去试错更准确了。

  3D打印会颠覆手板制作公司吗?

  既然3D打印这么好,是不是说3D打印颠覆了手板制作的环节呢?不是。

  因为3D打印的成本太高了。

  目前3D打印机的演示,都会打印各种各样的镂空物品来体现其性能,因为这就是3D打印机擅长的,也是3D打印机唯一有可能在成本上具备竞争力的工艺材料少而结构复杂的部件。加上上面锁具的案例,还可以补充为需要特殊材料的项目。

  以打印上述锁具的3D打印服务商为例,他们拥有六台工业级3D打印机,价格在百万元级别,主要为以色列Objet品牌。他们的打印原料全部需要进口,而客户定制材料的打印甚至需要打印机厂商的技术支持工程师来调试设备、粘合剂等等。可以想象这样的服务价格。

  而他们的替代品呢?目前市面上成熟的的快速成型技术有四五种。对于复杂结构的产品还有一种比较极端的解决方案,用铝合金在数控机床上做出一个快速模具,这种快速模具只能用来制作几个样品,然后模具就报废了。

  很难界定这些技术和3D打印相比成本的临界值在哪。有一家设计公司给笔者看了一个平板电脑的机身框架,不到7寸的一个方框,里面有一些结构,这个东西的手板用3D打印和传统手板的成本就差不多不过最后还是用的传统手板。

  市场经济中最基本的供需原则使得3D打印即便在市场教育程度很高的设计行业,也仅仅是个特殊工艺手段而已,在可预见的未来它并不会颠覆国内的任何行业。

  其根本原因是,部署和实施3D打印的成本太高。即便是已经有专业的3D打印服务商这样的角色,其数量也不可能和满大街的快速模具作坊相比。传统模板技术成熟、技术人才充足,做的人多价格自然便宜。残酷的现实是,即便是玩具式的国产桌面3D打印机,其用ABS线材打印一个粗糙的小零件的成本仍然比找个专业加工厂做个一模一样的东西贵。

  别以为只有电商才打价格战。3D打印压根就诞生在工业模具这个堪称价格战祖师爷的领域。

  3D打印的中国机会

  在对3D打印产业的走访中,笔者发现一个很有趣的现象。在设计公司引入3D打印服务商之后,其拿海外订单的能力大大加强了。这是一个三方皆大欢喜的局面:对于设计公司而言,海外订单的利润高;对3D打印服务商来说,海外大客户的案例使得他们更容易在国内争取到新客户;对这些海外客户来说,中国真是太棒了。

  原因很简单,一家美国公司同时找中国的设计公司做方案和样品,加上产品的越洋运输时间和费用,都比在美国本土做要便宜和快速美国高昂的人力成本和大设计事务所的效率,诚然可以保证做出顶尖的精品来,但对于简单产品或者小规模的试开发来说,实在是太贵了。

在深圳,3D打印同样广泛应用在珠宝设计加工中

  在这种订单的执行中,速度是最关键的。在成本并非优先要素的情况下,3D打印拥有无可比拟的优势精确、快速、可微调。深圳一家3D打印服务商曾接过一个特种螺栓的订单,最终产品的形状很奇怪。如果用传统方法,这种小东西的单价也就几毛钱,但使用3D打印使得单个螺栓的成本翻了几十倍可那又怎么样呢,加上运费和利润,这个订单价格还不到在美国本土制造价格的一半。

  这听上去有点搞笑,按理来说,中国还在使用进口的3D打印机和3D打印原料,难道这些客户在美国就不能用3D打印来实现这种需求吗?

  同样是伟大的供需原则。中国过去几十年的工艺制造根基,使得在新的工艺技术应用上,中国依然比美国便宜尽管中国的劳动力价格在上升,人民币在升值,但中国新兴的3D打印厂商们,仍可以和克里斯安德森一战。

  如果国产的工业级3D打印机能尽快量产并占领市场。那么中国的3D打印服务商机会就更大了。

  克里斯安德森何许人也?前《连线》杂志主编,长尾理论免费经济等着名的前瞻性商业科技理论的提出者。2009年他毅然辞职去一家3D打印机开发和生产厂商担任CEO。3D打印将引领新工业革命就是他提出来的。

  如果如现状所见,3D打印似乎并不能颠覆什么行业,安德森是疯了么?

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