郭董別爭了啦!3D 列印沒要取代量產,人家玩的是新製造業

2013 下半年開始,台灣媒體開始瘋狂關注 3D 列印的應用發展;看起來 Fancy 無比的應用,讓人們對 3D 列印增添更多華麗想像:用 3D 列印,幫寄居蟹打造新家3D 列印正夯可以印出巧克力臉麥當勞叔叔不用混了,3D 列印機可以印漢堡了3D 列印心臟! 全球首顆人類心臟「印」出世

這些應用看起來好像還有點遠,甚至鴻海集團董事長郭台銘也說,3D 列印只是噱頭 。但,理解 3D 列印的技術原理與應用方向後就會知道,3D 列印帶來的革命性影響,衝擊的並不是郭台銘等大廠維生的「大量製造」;3D 列印是在引領一個新的製造業思維,是小量製造的、客製化的、精緻的製造生產過程。

  • 何以 3D 列印技術能引領新的製造業誕生?

3D 列印有別於工廠生產線大量、快速的製造流程。如果你看過 3D 列印的印製過程,你一定記得它在列印時,那一層一層來回堆疊的機械式動作--很慢、一次一件;正因為如此特性,它能透過小量生產提供高度客製化的產品服務。

維基百科上說明 ,3D 列印屬於快速成形技術的一種,它是一種數位模型檔案為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,透過逐層堆疊累積的方式來構造物體的技術,即「積層造形法」;如上方影片,物品是被一層、一層透過雷射高溫將耗材融合列印而成,因此 3D 列印也被稱為「累積製造(Additive manufacturing)」。

但 3D 列印可不是這幾年才出現的新技術,它的概念在 1980 年代實踐,當時美國和歐洲國家已分別就塑膠材和金屬材發展列印技術,主要應用包括模具製造、工業設計等領域;不過相關技術的專利都握在少數公司手中,導致 3D 列印機台非常昂貴,動輒台幣百萬的機器即便非常利於工廠模具、產品製造,也少人願意付出如此昂貴的機器成本。

直到 2011 年間 ,相關技術「熔融沉積法(Fused Deposition Modeling,FDM)」的專利釋出,使得列印機器製造的成本下滑,3D 列印機的開發進入百家爭鳴時代--現在一台 3D 列印機的價錢直接從百萬砍掉一個零,十萬塊就能買到,甚至 不到台幣三萬元 就能入手。

但,3D 列印進入門檻降低到底跟製造業有什麼關係?

前面說到,3D 列印技術非常利於工廠模具、產品製造,更甚,它其實不只限於原型製作,能製造出能直接販售、使用的產品。但過去,因為 3D 列印機器昂貴,製造加工只能採取傳統費時的「減法」方式,包括切削、鑽鑿、研磨和銼修等,而 3D 列印是簡單許多的「加法」。

什麼意思?

台灣國內第一、也是唯一的金屬 3D 列印實驗室的工研院南分院基層製造與雷射應用中心副理林得耀形容,所謂製造的「減法」、「加法」可以想做「削蘋果」;他說,「想獲得一顆蘋果,傳統製造必須一層一層削去皮,但 3D 列印的加法製造概念可以直接『長出蘋果肉』。」

加法當然比減法省時、省力。3D 列印最直接的價值反應就是降低生產成本。工研院南分院執行長徐紹中就 曾說過 ,傳統減法製造改成加法式 3D 列印製造,開啟新一波製造革命:

3D 列印積層製造技術可大幅縮短複雜工件之製作工期,免除多道製程以及轉換加工機所需的時間,使製造方式進入批量客製化,大幅提升製造效率;由塑膠材料進展到金屬材料,也從原型製作進化成實際產品製作。

透過 3D 列印 製作實際產品 這件事,已經有許多企業在執行,比如西門子就表示利用 3D 列印生產備用零件,能將原本傳統製造所需的 44 周時間,縮短至 4 周,而勞斯萊斯也宣布將利用 3D 列印生產噴射引擎零件。

  • 不只善用 3D 列印技術,台灣還有主導相關技術與機械製造的能力!

上面說的,都是 3D 列印對製造業工作流程的革命影響,對長期以製造業為經濟命脈的台灣尤其重要。不過,其實對台灣來說,我們還有直接主導 3D 列印技術發展的能力!

台灣有非常強悍的工具機製造能力,在全球工具機製造市場上,台灣一直佔據 第四、第五大國 的成績;台灣的工具機產業也一直朝開發擁有「最大產出效益」、「最低成本」、「減少環境衝擊」的工具機為 目標 ,而 3D 列印機就是一個方向。

雖然台灣沒把握到 3D 列印原始技術專利釋出後的機器開發機會,但是,高階的 3D 列印技術「雷射燒結(Laser Sintering)」專利即將於 2014 年初 到期 ,也是台灣的發展機會;工研院南分院層製造與雷射應用中心總監 曾文鵬就說 ,在製造金屬積層列印機這樣的高階設備上,台灣仍有進入機會,事實上目前已有國內廠商已投入研發。

當然,因為 3D 列印興起的 Maker 自造精神,也會掀起一波素人設計經濟。

除了製造業的 3D 列印發展機會,林得耀受訪時一再提起文創產業,他說,除了傳統製造業外,能從 3D 列印受惠的還有精進台灣設計產業的能力--在 3D 列印技術的協助下,文創工作者想實踐腦中的設計點子時,不再需要花費高價成本開模、打樣,這可以幫助許多文創工作者實踐小型創業的可能。

  • 郭董別爭了,3D 列印本來就不是要取代量產製造

鴻海集團董事長郭台銘說 3D 列印只是噱頭(我們就先別提富士康的北京廠其實已經開始 接小量生產的單 了),覺得 3D 列印被高度吹捧的人也 質疑 ,3D 列印的材質不好,作為直接販售的產品並不及格;也有人認為 3D 列印無法大量、快速製造,產值有待商榷。

不過正極力 推動 3D 列印的威盛電子 ,其全球行銷部副總經理 Richard Brown 則有不同觀點, 他在受訪時說過 ,3D 列印並非可立即進入量產市場的技術,但它也不是一種取代性的技術,而是能夠與既有技術互補的一種新興技術;這和我們文章開頭提的「3D 列印引領的是一個新的製造業」不謀而合。

3D 列印不是要取代誰,而是改變製造的工作流程與生產成本;現在雖然因為技術尚未成熟,導致印製品的品質不如想像,但這真的也只是「技術」問題而已。第一代 iPhone 和第五代 iPhone 的功能,是不是就差很多?

(資料來源:維基百科中國 3D 打印網3D Print ServiceLaser Taiwan經濟部國貿局鉅亨網ETToday36kr中時電子報 ;圖片來源:smileham, CC Licensed)

 

上述文章已經說明 3D 列印到底對台灣產業的影響是什麼。我們亟需理解的不只是 3D 列印可能的華麗應用,比如印出人臉、漢堡、房子等,我們要趕緊弄明白的是,當全世界都搶著搞懂如何運用 3D 列印新釋出的專利技術 Upgrade 製造業發展時,自許製造大國的台灣怎麼能置身事外?

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