亚洲制造业采用3D打印技术

撰文/Guo Tao 郭涛

郭涛博士，Siemens PLMSoftware 亚太区NX 产品市场经理。之前，郭涛在机械装备及塑胶加工领域有十余年的工作经历，从事面向基于知识的产品开发及设计仿真方面的工作。

3D 打印技术正在推动制造业的转型是无可争辩事实。日常工作涉及供应链流程管理的专家们一定会认同以下观点：3D 打印技术已经改变了行业规则，并且有可能使得任何地方的任何人都具备制造产品和零部件的能力，只要他们拥有所需的计算机辅助设计（CAD）文档、一台3D 打印机以及打印耗材（通常是粉末状塑料、金属等材料）。

我们已经认识到3D 打印技术改变各行业业务性质的潜在能力，及其对企业和国家未来竞争力的可能影响。中国就是其中一个非常典型的例子。我们都知道，中国为了刺激和支持其3D 打印产业的发展，在南部城市长沙建立了一座产业园，目的就是要大力推动中国制造业和3D 打印技术的发展。该产业园区是中国首个3D打印技术创新中心，其初步目标被设定为生产100 台3D 打印机，并计划至2016年实现产量300 台。武汉和珠海紧随其后，相继宣布成立类似的技术中心的计划。

亚太区其他国家也陆续开始着力发展这一新兴技术。其中，新加坡政府计划在未来5 年内投资5 亿美元，用来提高新加坡国内的制造业水平，重点发展3D 打印技术。日本政府同样宣布拨款3,860 万美元的经费，投入各类3D 打印项目。全球数据信息公司HIS 发布消息称，其中80% 的经费将用于研发能够生产工业用金属终端产品的3D 打印机。

经过数十年的发展，3D 打印技术已演变成为一项切实可行且成本合理的技术，为制造业的革新铺平了道路，而制造业是亚洲很多国家和地区的经济发展引擎。那么，对我们而言，这一切意味着什么呢？什么才是3D 打印技术真正的价值所在呢？

利用3D 打印技术，实现智能创新

数字化是现代制造业的成功关键，而其概念已不再是创建数字图像那么简单，相反，企业应当以数字化作为实现创新的根本途径。企业可以充分利用这些通常具有颠覆性意义的蜕变技术来增强自己的创新能力，以便在当下复杂的产品和流程市场上继续生存下去。

3D 打印技术在某些阶段所发挥的作用，如传统PLM 领域新产品研发流程中早期的创意构思和设计阶段，是变化最明显的地方。很多制造企业在创新流程初期就采用3D 打印技术，用以深入了解客户需求，为新产品研发构思创见。与传统制造和成型生产方式相比较，3D 打印为高度定制化和为复杂设计减少成本提供了可能，降低了短期零件（short-runparts）和产品的间接生产成本。

对传统制造企业而言，产品的形状和模型越复杂，完成一项任务所需的成本越高、时间越长，因为其中涉及大量的模具和复杂的加工作业。但3D 打印技术的不同之处在于，它能消除这些要求，让用户可以轻松打印所需物件。虽然3D 打印通常围绕形状或模型展开，但企业完全可以利用其实现更智能的创新，通过创建模型，然后再将模型与一个或多个系统相连。这样一来，甚至在产品和流程实际建造完成之前，工程师和客户就可以查看其性能状况。而且通过评估性能数据，他们可以在实际进行“3D 打印”之前，进行预测改进性能及任何潜在风险。用户识别出一项风险之后，可以轻松地进行改进，避免不必要的风险。然后，用户可以将从这些二次开发模型和仿真中获得的预测结果与更好的版本进行对比。与简单地制作模型并将之打印出来相比，以上流程可以确保实现更好的产品质量和可靠性。

任重道远

3D 打印技术虽然好处多多、引人入胜，但有一个制造企业、律师以及政府部门才开始着手应对的棘手问题，即3D 打印的知识产权（IP）问题。如果任何地方的任何人都可以利用3D 打印技术随心所欲地进行生产，那么企业、设计师及发明创作者该如何保护他们的知识产权呢？

版权或专利的目的是保护创造性工作，而对版权保护范围及必要资质的规定各个国家不尽相同。在一些地区，知识产权的侵权问题已经彰显，但现在似乎越来越多的突发案例与3D 打印技术有关。此项新技术的操作过程非常简单，只需轻轻一点，任何人都可以在未经授权的情况下，使用一份计算机文档或一个实际物体的3D 扫描件打印出一个物件或复制一个受知识产权保护的物品。与以往相比，现在复制操作已变得异常简单，但侵权问题的鉴别却异常困难。制造业当前所面临的问题，与音乐产业在MP3 文档和互联网下载文档出现时所遇到的问题相似。

当前我们所面临的情况是：一方面我们承认权利并非虚设，但另一方面我们在如何实施权利以及如何通过新业务模型打造具有吸引力的、可以避免侵权行为的方法等方面也面临着严峻的挑战。与此同时，对潜在问题的认识对确保3D 打印技术成为组织机构下一个伟大发明而非下一个重大负担有着极大的作用。

面向未来

制造商和零售商之间的关系总在不断发生变化——零售商有可能转型成为制造商；服务供应商也可能更大规模地提供定制化产品。不仅如此，在不远的将来，个性化制造也将对标准的大批量生产产生越来越大的影响，因为复杂而独特的产品将越来越多，而不再像过去那样囿于成本和上市时间问题。

3D 打印技术不仅在研发流程的创意构思和设计开发阶段发挥着越来越重要的作用，其重要意义更是远远超出了产品创新领域。今后，随着3D 打印技术推动整个价值链完成转型，制造企业应当对可能的新业务模型进行预测。部分制造企业已开始将3D 打印技术视为实现大规模定制的方法，一些企业也开始利用数字化文档库，根据需要打印零部件，逐步摆脱塞满备品备件的仓库。3D 打印技术所具备的可能性几乎是无限的——并且不论有多少可能性已经成为现实，为了保持竞争力，制造企业必需找到正确的方法，充分利用3D 打印技术，进一步增强他们在创意构思、开发、制造、销售和售后等业务过程中的差异性优势。