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【我們為什麼挑選這本書】日本以 3D 列印做出相關物品的 id.arts 工作室,由一群各行各業專家組成,並由中心人物米谷芳彥為首,做出了許多作品。這篇書摘介紹了他們做作品的工具及心得。(責任編輯:黃筱雯)
3D 業界的「瞞天過海(Ocean’s Eleven )」
id.arts 在面對每個專案時,都會找來各種專家,組成團隊。這種團隊給人的感覺就像是「3D 業界的瞞天過海」(註:「瞞天過海」是知名好萊塢電影)。團隊的中心人物就是米谷芳彥。id.arts 的網站(http://idarts.co.jp/3dp/ )上公開了一部分在專案中研發的產品,我看了網站後,覺得這些人真是厲害啊。
如果能夠集結優秀人才的話,開公司也許是個不錯的主意。不過,在現實中,事情並不會那麼順利。「即使酬勞多少有點高,不過要寫程式的話,最好還是交給那個人寫。」只要能招募到這種專業中的專業人才,就絕對能做好工作。id.arts 採取的就是這種活動方針。每次在處理專案時,各種人才就會聚集在一起,共同為某件事努力。在 3D 業界中,這種作法也許是相當罕見的。
依照專案內容來招募專家
id.arts 旗下的這些專家們就是米谷先生的人脈。有的人是自由工作者,有的人則在經營公司。
他們的居住地點包含了東北、九州等全國各地,所以在進行專案時,會藉由「將檔案放在伺服器上共享」來合作。據說,即使是「建築公司的目錄製作」這類工作量相當大的專案,一個專案的參與人數也頂多只有 5 人左右。
舉例來說,有個建築類商品研發的專案,具體來說,就是要研發能裝設在獨棟住宅內的家具。米谷先生和設計師進行各種討論後,會將家具的形狀做成立體 CG ,然後挪用該資料,透過 3D 列印機來製作模型。在和客戶簽約或進行商業談判時,他們會將此模型用於提案,所以他們會深入地研究模型的設計。
事實上,在建築界中,只有一小部分企業會採用最先進的 3D 技術,主流仍是 2D (平面圖)。因此,在設計階段,即使經過相當縝密的驗證,結果在施工現場還是會發生許多問題。目前的現狀為,施工現場的工匠會透過「本領」設法解決問題。
因此,只要將 2D 平面圖轉換成 3D ,並縝密地呈現大小與形狀,就能清楚地得知,實際上是否會出現干擾,以及尺寸是否合適。3D 化能夠事先預防「以前要到了施工現場才會察覺的問題」,同時也有助於「讓現場施工者不用進行細微修正,可以依照設計圖來完成工程」這一點。
另外, 3D 資料的品質也很重要。雖然米谷先生會正確地製作,但在業界內,真的有許多類似舞台裝置的東西。也就是說,要讓人看到的表面部分,會確實做出來,背面部分則不做。如果是 CG 資料的話,就會常常出現厚度為零的情況。
即使想使用 3D 列印機來列印,但厚度為零的資料是無法列印的。再加上,依照 3D 列印機的性能來建模也很重要。舉例來說,由於此機種能夠達到這種精準度,所以牆壁厚度能夠做得那麼薄。以高階機種來說,能夠更進一步地調整積層的厚度,所以要必須一邊思考「如何讓尺寸更加吻合」,一邊進行細微調整。
米谷先生至今參與過,時鐘與珠寶飾品等各種產品的工業設計、內容研發(content development )、應用軟體研發等。舉例來說,他的工作就是,透過 CG ,以擬真手法來重現「實際將東西放入經過設計的瓶子後,會變得如何」,並進行確認,然後在能夠量產前進行技術驗證。在進行技術驗證時,試作品是不可或缺的,所以他從很久以前就開始運用能製作試作品的 3D 列印機。
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以個人身分購買 3D 列印機
米谷先生開始以個人身分購買 3D 列印機來使用,是在約 5 年前。據說,市面上剛好推出了低價機種。具體來說,他購買了 Stratasys 公司的「uPrint SE Plus 」,該 3D 列印機採用的方式為,從內建加熱器的可動式噴頭中噴出熱塑性樹脂。此設備當時的售價為 300 萬日圓左右,列印區約為 20cm 見方。
米谷先生買了盼望已久的 3D 列印機後,便一邊想說「總之,試著將至今在電腦上設計的東西化為實體吧。那樣做的話,應該就會產生各種新的想法」,一邊開始使用。
事實上,這台 3D 列印機不太適合用來製作時鐘、珠寶飾品的原型這類形狀細緻的物品。這類形狀細緻的物品要用其他種類(光固化)的 3D 列印機來製作,而且由於市面上已經存在許多 3D 列印服務,所以可以透過外包的方式來應付。
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使用 3D 列印機製作而成的微型家具
不過,雖然這種 3D 列印機的精準度很高,但卻無法製作大型物品。若要製作建築等產品的話,某種程度的尺寸果然還是必要的。因此,他考慮到「價格也變得便宜了」、「可以在手邊製作,以節省時間」等優點後,決定要引進上述的 3D 列印機。
米谷先生從以前開始,不管是進行設計,還是工業類產品的研發,都會使用名為快速成型(RP )機的鑄型機。雖然當時只有要價數千萬日圓的機種,但到了現在,用數百萬日圓就買得起能夠製作試作品的器材。於是,他自己也買了一台來玩,據說,這台機器非常有用,可以讓他思考「下次要透過這個來研發出什麼樣的新商品呢」。
也採取了自造者般的嘗試
最近,米谷先生也開始去做,所謂的「自造者」會做的事。他找了幾家建築設計事務所和建材公司等,組成了一個「研發建築類原創產品」的團隊。他自己負責產品的方針與研發。
雖說是建築類產品,但並不是建築本身,而是建材或用於家中的小東西等。他的想法是,這與其說是廠商的正式計畫,倒不如說是「想要製作建築師真的想要的東西」。成員聚集後,會當場一邊交換意見,像是「想要這樣的」、「像要那樣的」,一邊進行研發,決定要製作的原創產品。
在與各種企業交易的過程中,他有時似乎也會感受到「為何不做這個呢」這一點。在這種情況下,米谷先生會將想法化為具體的方案,進行提案。在製造商這邊,有許多人不會受到產品框架的限制,而是會想要進行稍微不一樣的挑戰,不過,「雖然想做某件事,卻不知道該怎麼做才好」這種人據說也很多。因此,就輪到米谷先生登場了。
舉例來說,2014 年 4 月他開始在 DMM.make 與 rinkaku 這些平台上販售微型家具系列。原本,製作微型家具的目的是,想要讓建築模型等變得更加逼真。他巧妙地運用已經累積下來的 CG 資料,透過噴墨式 3D 列印機來製作模型。據說,如果一個模型賣幾百日圓或幾千日圓的話,設計師之類的人會很樂意購買。
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這種模型雖然很小,尺寸僅有實物的 1/10 ,但有呈現出靠墊的皺褶,使其看起來很柔軟,重現出很棒的質感。目前也正在進行「將某大型高級家具製造商的產品陣容製作成迷你家具系列」的企劃。
他們也製作了名為「插花戒指」的產品。戒指的部分使用 3D 列印機製作而成,然後把花插在戒指內的柔軟海綿(綠洲)上。設計概念為,將真正的花插在綠洲上當做裝飾。
當初是覺得好玩才開始做的,據說,他今後打算將 3D 資料公開,讓大家使用。雖然米谷先生姑且也有計劃要販售模型產品,但並不打算靠這個來賺錢。他的想法為,比起賺錢,更希望讓很多人知道這個點子,如果最後有人「想要和 id.arts 公司一起工作」這樣想的話就好了。據說,包含這層意義在內,id.arts 網站上所刊載的照片都拍得非常漂亮。
不只有透過 3D 列印機製作的模型,他們也研發融入了電子設備的產品。舉例來說,像是葉子造型的感應裝置。此裝置是一種智慧型電表,只要使用很多電,葉子就會枯萎,當田地的土壤狀態很好時,葉子就會朝氣十足,葉子的狀態會對感應器產生反應,出現變化。感應條件全取決於程式,想要怎麼變都行。
試著製作簡易型照相亭
雖然米谷先生在工作上不太會運用到 3D 掃描器,但他打算運用簡易的裝置來打造照相掃描亭。
由於購買幾十台單眼反光相機要花很多錢,所以他想到的點子為,將一台約 5000 日圓的數位相機和「樹莓派(註:Raspberry Pi ,一種微型電腦)」組合起來,打造出照相掃描亭。他實驗性地試著做了幾個裝置,視情況,會考慮向某處提案。
最近,許多企業都有嘗試製作照相掃描亭。透過照片資料來合成 3D 資料的演算法(algorithm )沒有很大差異,開放原始碼(open source )也有 3 種左右。國外的技術似乎比較進步。
在日本,東京 Lithmatic 也開始提供了名為「瞬撮」的照相亭服務。該服務使用了單眼反光相機。英國有一個名為 Infinite Realities 公司的企業,「瞬撮」所採用的構造基本上與該公司相同。
不過,「瞬撮」雖然採用了相當高階的工作站電腦,但掃描後,在合成拍到的照片時,似乎還是要花費 1 小時以上。
如果運用雲端運算來進行這類處理的話,處理速度或許會變得更快吧。如果採用雲端平行運算的話,處理時間也許會從現在的 1 小時變成 5 分鐘左右。
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迎向能輕易做出逼真試作品的時代
id.arts 開始從事自造者運動,是這幾年的事。透過 3D 列印機,不僅能夠輕易地做出結構零件,由於「樹莓派(Raspberry Pi )」這類單板電腦的出現,基板類零件也變得容易使用了。不過,一開始,基板類零件只運用在樹莓派等市售產品上,到了最近,自己買零件來製作電腦的人似乎也增加了。其最大的理由就是小型化。由於市售的電路板稍大,所以必須配合產品的大小。即使如此,零件費用也只需幾千日圓就能搞定。
能用如此便宜的價格買到印刷電路板,讓我感到相當驚訝。以前,在國內,如果請人設計基板,並進行蝕刻加工(etching )的話,需花費幾千萬日圓。要是數量少到只有 1 ~2 個的話,業者絕對不會接單。印象中,花費的成本會超過模具費用。不過,到了現在,即使生產批量相當少,工廠也願意以低價來生產。時代果然不一樣了對吧。
不過,樹莓派這類單板電腦雖然簡便,但限制也不少。由於這種電腦被製作成什麼功能都有,所以除了剛才提到的尺寸問題以外,還有不需要的功能。只要有不必要的功能,當然也就會消耗電力。
在市售商品中,最初所製作的原型是非常珍貴的。因此,要先驗證「是否能運作」等基本事項,接著再去思考「將產品縮小的方法」。
我認為,雖然現在有許多中小企業不僅能從事加工,也具備各種技術,但卻苦於沒有銷售管道。大企業雖然擁有很厲害的技術,但卻在產量部分面臨苦戰。明明具備驚人的最先進技術,但包含設計性的部分在內,展現技術的方式卻不高明。得來不易的技術完全沒有被活用。
即使是剛才所介紹的葉子造型感應裝置,在這種能讓葉子枯萎、站立起來的構造中,也許包含了很厲害的技術。感應器類的零件應該也含有許多非常小型的高性能的技術吧。據說,其實 id.arts 正在進行的幾項研發工作,也運用了這種不為人知的技術。
提出點子後,然後大家一起去思考「要如何運用這個點子來做生意」。對於會和其他公司合作的團隊來說,尤其是中小企業,這種方法是必要的。那種會實際和大家一起投入事業中,一起做生意的指揮型人才,以及懂設計的人才,應該是企業所需要的吧。我希望到最後,許多企業和技術都能為人所知。
(本文內容出自 《 3D 列印機 X 3D 掃描器 新時代:任何人都能成為「Maker(製造商)」的時代! 》,由瑞昇出版社授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題。)
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