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2015/11/24
宗贵升:3D打印正在改变人们的思维方式
  3D打印是制造技术的一个革命性突破技术,是第三次工业革命的将军。3D打印正在改变人们的思维方式。3D打印的突破性发展,不仅要靠技术的进步,更需要一批有3D打印思维的人群。

  3D打印思维,就是在第三次工业革命和中国制造2025的环境中,在3D打印技术和应用不断发展的背景下,对产品设计、研发、制造、销售、物流、维修,乃至企业价值链进行重新审视的思考方式。其涵盖了自由设计思维、大批定制思维、集成部件思维、技术补充思维、需求激活思维、平台服务思维、协同创新思维
七个层面:

  自由设计思维,是3D打印思维的核心。其他思维都是围绕自由设计思维在不同层面的展开。自由设计思维指设计可以不考虑制造是否能实现,可以突破传统设计的限制,设计非常复杂的零部件。如:概念化设计——3D打印技术在定制化、高性能概念汽车设计中的应用;数字化建造——3D打印建造能大幅降低人工和建造成本、大幅减少工序、缩短工期、提高效益、节能减排;创意家居——3D打印可大大提高家居制造业的效率和灵活性,设计成本和周期都将有效减少,满足新时代消费者个性化定制的需求。 




 
  大批定制思维,是关于3D打印核心竞争力的思维。大批的定制个性化产品使得机械化流水线生产困难,呼唤智能制造/3D打印。生产多品种、小同质批量3D打印有快速、低成本的优势。如:航空航天——已总装下线的国产大飞机C919的主风挡窗框、中央翼缘条等为3D打印制造;汽车——北京隆源成型运用“SLS蜡模+熔模铸造”间接金属3D成型制造小批量汽车零部件;医疗——全球已有20+植入物获得美国FDA证,超过10万个性化髋臼,50%已成功植入人体;Align Technologies每年采用3D打印间接生产1700万套牙科隐形矫形器。
 


  集成部件思维,是减轻、性能提升(接近理论设计)、创新的重要思维,是关于3D打印的产品和市场定位的思维。3D打印使得零部件高度集成成为可能。不仅是机械叠加,类比集成电路,许多老产品用集成部件思维来重新设计会产生质的飞跃。如:GE航空喷油嘴实现了原18个装配件一体成型,重量减少25%,寿命是传统件的5倍;美国Local Motors公司发布的3D打印电动车Strati,车架、车身、座椅、中控台、仪表盘、发动机罩均为3D打印,只有40个零部件(传统汽车零部件超过2万个),实现了轻量化和一体成型。
 


  技术补充思维,是关于创新兼容的思维。即要认识到信息与通讯技术(ICT)的发展和应用,特别是ICT技术和制造业的结合产生了智能制造。3D打印是智能制造的核心技术之一,是工业革命中的“将军”,有不可替代的功能。无论多么复杂的3D设计都能制造出来。但3D打印是一个有效的补充工具,而非替代工具。且正确的工具应有正确的使用方法,如果选择不当,就不会有好的结果,就好像用ipad挖土还怪其不如铁锹。如果不改变规则、要求和期望,3D打印跟传统制造比有许多缺陷,所以不能用来替代传统的成熟制造方法。如果改变规则、要求和目标,把3D打印作为另一种制造方法,增量发展,3D打印将带来设计、制造的新纪元。

  激活需求思维,是关于需求拉动市场和技术发展的思维。目前国内几大研究基地基本都在学校和国企,源于大多是国家项目激活的需求,主要在航天航空、武器装备等领域。3D打印的发展需要进一步在其它领域激活需求,拉动市场和推动技术进展。如:食品3D打印——万物打印巧克力3D打印机,令不会烘焙的普通消费者也能享受专属定制的美味;糖果3D打印机,运用糖粉末逐层堆积结晶的原理打印多口味的彩色糖果;运用分子食物技术原理的水果3D打印机、软质食物3D打印机等。
 


  平台服务思维,是关于商业模式、组织形态的思维。即以服务为切入口,搭建3D打印服务云平台,成为设计师和用户之间的桥梁,提供面向工业企业及消费类领域的3D打印服务。在这一平台之上,用户可以快速地将自己的设计与创意打印成型,从而突破传统工业制造的局限,以需求来推动制造,以制造来满足个性化生活需求。通过云制造,优化供应链模式。如万物打印(www.wanwudayin.com)服务平台。可实现:简化3D建模过程,降低准入门槛,使大众皆能参与3D打印;使3D打印成为服务,消费者不必购买3D打印机也能参与其中;提供高性价比的3D打印机,使该项技术普及化,进入千家万户;给设计师提供了售卖版权的收入;给实体店提供了服务性收入;提供高度定制化的产品,减少中间环节,降低终端消费者的成本。
 

万物打印网www.wanwudayin.com
  协同创新思维,是关于产业边界和创新的思维。是以知识增值为核心,企业、政府、知识生产机构(大学、研究机构)、中介机构和用户等为了实现3D打印重大科技创新而开展的大跨度整合的创新组织模式。3D打印技术和应用行业综合协调要求比较高,为了实现重大科技创新,必须协同研发、创新,加速技术推广应用和产业化。

  目前采用开放式创新的公司主要产品都是直接面向消费者的。工业型公司、其它公司对这个概念的应用也存在着巨大的潜力。比如北京三帝国千科技研究院通过汇集3D打印多研究领域的“千人计划”专家,从而形成团队力量,促进专家之间、专家与政府、企业及其他研究团队之间的交流合作,加快工业制造转型升级,促进创新战略发展。以3D打印产品开发为例,可利用开放式创新和数字化协作平台来加快创新,当然同时也会面临寻找合适资源和知识产权保护等问题的挑战。

  综上,3D打印创造了全新的生产各种形状和尺寸物品的能力,使工程师能够设计出之前实现不了的更加复杂的产品,其具有改变整个生产行业的巨大潜力,有望成为中国高端制造业的重点环节,促进中国制造业升级。面向未来,应用3D打印思维来设计、制造、销售产品,拥抱智能制造,推动企业转型升级。
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