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3D Printing 經濟學人 眼中的第三次工業革命

影響力預估超越網路
文 / 張德齡    
2013-01-30
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3D Printing 經濟學人 眼中的第三次工業革命
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全球暢銷書《長尾理論》的作者安德森(Chris Anderson),去年底又出版最新力作《自造運動》(暫譯,Makers),隨即不久,他便辭去《連線》雜誌(wired)11年總編輯的職務,全職擔任他所創的3D Robotics 執行長的工作,這個消息震撼全美科技界。

安德森認為,3D Printing的影響力將會遠遠超過網際網路革命,因此這一次,他不想再錯過機會,要從一個趨勢觀察家,親自投身做個創業家。

3D Printing到底是甚麼樣的技術,會讓這位先驅如此著迷?

想像電影複製人的畫面吧。實驗室的製造機裡可以完美複製成一模一樣。這個科幻小說情節,現實生活中已真實發生了。

一台神奇的機器,可以複製各式各樣的物品,從精密的機械零件、到馬克杯、公仔、手機的殼,甚至一台腳踏車。

過去,我們透過印表機,可以複印文件或圖片檔案;現在,透過3D printing的數位製造技術,卻可以真真實實的「複製物件」。

近來「3D Printing」技術愈來愈熱門,甚至被英國《經濟學人》視為殺手級的應用科技,「將引爆第三次工業革命」。

數位加法製造 可少量多樣化

其實3D Printing就是數位、智能製造,與材料科學的結合。不同於一般平面的列印,3D 列印利用XYZ三軸立體噴出物件,就像砌磚塊般,一層一層堆砌出來,這種方式稱為「加法製造」(additive manufacturing),有別於傳統類似「刻圖章」削切的減法製造方式會留下多餘的材料,它的優點是不浪費材料,用不完的材料可立即回收。

安德森在他的新書《自造者運動》中指出,傳統利用CNC車床製造的三大缺點,一、必須要有規模經濟,邊際成本才會降低。所以廠商必須要大量製造,才能賺錢。二、製造生產的時間過長。三、如果製造過程中發生錯誤,會造成廠商巨大的損失。

但是數位製造卻不同,製造的主要成本就是材料,製作1個與100個的平均成本相同。因此非常適合「少量多樣化」,可帶來精簡人力及提高附加價值的優勢。

這也是歐巴馬所提倡「製造業遷回美國」的重要武器。去年8月,歐巴馬特別選在俄亥俄州,大筆斥資10億美元興建「國家基層製造創新研究院」,希望強化數位生產的研究與發展,創造更多就業機會。

應用廣泛,對醫療貢獻大

許多人可能還認為3D列印技術十分遙遠,其實它已經慢慢在改變我們的生活,尤其在生技醫療領域。舉個例子,相信很多人都有看牙的經驗,如果要換牙套,常常必須跑診所好幾趟。先量好牙齒的大小,再交由技術師做出模型,之後再咬合修改。

但在矽谷的史密斯醫生,兩年前引進一台「牙套機」,透過這台類似印表機大小的機器,只要先做口腔攝影,半個小時內就可依病人牙齒大小「客製化」牙套,病人只要在旁邊稍做休息,醫生很快就能為他裝上新的牙套,也能現場修改。

其他醫療的應用還包括美國近幾年流行的透明整牙器,根據牙齒的歪斜程度每兩個禮拜做調整;人工助聽器,根據個人耳朵的結構做出合適設計,甚至人工關節與顏面骨骼都可以做到。

根據專門研究數位製造的諮詢公司沃勒機構(Wholers Associations)的報告,全球3D列印的應用消費性產品已占20.3%,醫療占15.1%,汽車占19.5%,航太則是12.1%。

過去,航太與汽車產業只透過這項技術製作模型,而現在,隨著科技的進步,已經可以製作出實際的零組件。波音公司表示,到目前為止已為客戶造出超過2萬個軍事用飛機零件。美國太空總署NASA預計明年將一台3D列印機搬至外太空基地,去年11月,NASA資助一家新創公司Made in Space,為全球的太空總部研發複製的設備。

最早開發只為複製模型

最早開發這項技術的3DSystems公司,已成立快30年,隨著3D列印技術愈來愈普及,股價去年開始從15美元狂飆到52美元,成長三倍多,市值也高達近3億美元。公司的創辦人豪爾(Chuck Hull)原是南加州一家小公司的工程師。「當了20多年的工程師,我覺得工作最困難的部分,就是製作塑膠原型,」當年他必須先設計零組件,然後請師傅製作塑膠模型,常常回來還要重修。「整個過程要花上六個禮拜,因此我想,如果用台機器直接製造出模型就太酷了!」豪爾接受美國《商業週刊》專訪時指出。

後來豪爾研發出第一台的3D列印機,開啟創業之路,20多年來,從原來只製造原型模具,到現在許多機器直接印製成品。現在3D Systems提供多種型的機種,包括2000美元內(約5萬8000台幣)的個人3D列印機,甚至高達10萬美元的專業機種。

過去一台3D列印機非常昂貴,動輒上萬美元,但現在3D systems推出平價1300美元的Cubify系列,也帶動個人3D列印的市場。

平價機器,將帶動未來潮流

根據沃勒機構報告,2011年光是個人化3D列印機銷售套數就成長289.2%,而整體的市場達到17.14億美元,預估2019年全球將有65億的產值,足足成長四倍。

安德森認為,如同1980年代的雷射印表機,或是1990年代的個人電腦,隨著價錢愈來愈便宜,很多人有能力購買時,就能夠形成潮流,3D列印機也是如此。

「以前你只能發明,不會製造,現在有了3D列印機,我們的夢想就可以實現,」安德森現在擁有「兩個工廠」,一個在聖地牙哥,一個在墨西哥提瓦納。

3D Printing或許不能完全取代傳統製造的方式,但未來的數位製造絕對可改變遊戲規則。或許未來每人都有台3D列印機。

本文出自 2013 / 02 月號

愈運動愈成功

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