帮你赚钱 6期

时间:2022-07-27 06:51:51

与消费者市场单纯大肆炒作形成对照的是,在商用领域,许多公司正在使用3D打印机开发产品,创造新的商业模式。

3D打印可能存在定位问题。它有时被视作业余爱好者的利用摆在客厅的台式打印机制作小装饰物的有趣方式,但越来越多的公司在认真研究这项技术,帮助他们获得新的想法。

添加式制造的变革

以飞机制造商波音公司为例。波音制造的一些飞机在30000英尺高空飞行,配备了空气管组件、接线盖以及通过3D打印制造出来的其他小型部件,3D打印在工业应用领域被称为添加式制造(additive manufacturing)。该公司还采用使用金属的添加式制造,制作用于形状测试、装配测试和功能测试的原型部件。

无论是客厅还是企业工厂,3D打印即添加式制造的基本原理都一样。它有别于削减式制造或成型式制造等传统制造技术,传统技术主要依靠通过模制、钻孔或打磨来减少材料。而添加式制造从头开始,用超薄片材将一层层材料按顺序叠加,最终形成用3D建模软件设计的形状。

自1997年以来,波音就一直在添加式制造领域从事研发工作,但该公司希望在未来几年扩大其工艺规模,那样它可以使用这项技术,制造更大的结构化部件,以便更广泛地应用于军用和商用飞机。

至于构成飞机骨架的那些比较大的钛材料结构,“现有的添加式制造技术通常无能为力,那是由于这些部件比生产它们的设备还要庞大。”波音公司的金属添加式制造首席工程师大卫・迪特里希(David Dietrich)说。他说:“我们的目的就是,通过设计大胆创新的3D打印机,制造更庞大的部件。”

波音公司使用3D打印似乎不走常规路,因为越来越多的人热衷于使用这项技术来制造消费类产品,比如玩具、小雕像和雕塑。而事实并非如此。在业内,“我们不喜欢称之为‘3D打印’,因为添加式制造这个术语的历史更悠久,认可度更高。”迪特里希说。

成本下降带来工业应用

对消费者来说,一些较为知名的3D打印机生产商包括MakerBot、MakieLab和RepRap,工业级生产商包括3D Systems(也生产成本较低的3D打印机)、Stratasys、ExOne和EOS。

3D打印机的成本相差很大。3D Systems的Cube是专为家庭用户和业余爱好者设计的,起价在1300美元左右。而为航空、汽车和医疗等行业的工业级制造生产的3D打印机,比如ExOne生产的那种,售价则高达100万美元。

据研究3D打印领域趋势的分析师特里・沃勒斯(Terry Wohlers)汇总的市场研究数据显示,工业级3D打印机的平均售价大约是7.5万美元。他表示,大多数消费级打印机的售价在1500美元至3000美元。

较之传统的削减式制造,3D打印或添加式制造有几个优点。一些商家称,最大的好处就是,这项技术让企业用户可以在内部更迅速地一次性制造产品。

在波音公司,负责处理塑料添加式制造的团队已大幅缩短了加工时间。波音公司的塑料添加式制造首席工程师迈克尔・海斯(Michael Hayes)表示,使用常规工具生产一些小型部件可能需要长达一年的时间,3D打印却可以将加工时间缩短至一周。

他表示,使用这项技术,公司还可以更轻松地调整产品。海斯说:“你可以失败。可以很快制造出第一个部件,加以改变,更快地获得高质量部件。”

美国宇航局(NASA)是将3D打印机用于试验的另一家机构。多年来,美国宇航局一直在研究这项技术,但在过去6个月,宇航局的喷气推进实验室一直在更频繁地使用这项技术,测试新概念,开发有望很快用于航天器的部件。

喷气推进实验室位于加利福尼亚州帕萨迪纳,拥有十几台3D打印机,包括MakerBot、Stratasys和3D Systems等公司生产的消费级3D打印机。

该实验室的首席技术官汤姆・索德斯特罗姆(Tom Soderstrom)表示,之前,3D打印机实在太贵了,而现在成本大幅下降。喷气推进实验室使用这种打印机作为头脑风暴工具,这是索德斯特罗姆所说的“IT宠物动物园”(IT petting zoo)的一部分。

到目前为止,该计划收到了良好的成效。去年夏天,机械工程师们使用3D打印机,为托盘等简单物品制作概念。不过还制作了摆放网络摄像头的实际支架,用于电话会议。工程师们还认识到,如果使用3D打印机,还可以使用用于网络摄像头支架的同一种旋转机制,设计用来展开降落伞的一种新的航天器部件。

索德斯特罗姆说:“那是灵光一闪的时刻,”即这种打印机可用来设计和制造用于实际航天器的部件。旋转部件已设计出来,但还未制造出来,它将为降落伞在展开时减小转矩或转动影响提供回旋余地。

索德斯特罗姆表示,企业内部拥有3D打印机的另一个优点是,企业可以更轻松地细微调整新产品的设计。他说:“可能微调20次后才能获得正确的想法。”

索德斯特罗姆希望,最终整个航天器都可以使用该技术制造而成。航天器将无人驾驶,很小巧,屏幕可能只有画册大小。索德斯特罗姆说:“不是所有航天器的外观都需要像宇航飞机那样。”

消费级寻觅新机会

至于消费级3D打印机,该技术仍处于发展阶段。索德斯特罗姆表示,打印的对象并不总是经过抛光处理,这视打印机而定。用来生成3D打印设计的软件可能由打印机供应商提供,采用Autodesk之类的计算机辅助设计软件这种形式,或者来自西门子等大型工程公司。

不过,索德斯特罗姆建议CIO们如果想投入于3D打印,可以购买或以其他方式暂借几台打印机。他说,它们没必要是最昂贵的机型,但公司应努力确定哪些业务部门有望从3D打印机获得最大的成效。公司应尽量找到能充当“IT管理员”的人这个人必须熟悉3D打印技术,还能建议公司如何最有效地利用该技术。

索德斯特罗姆说:“用一些较廉价的3D打印机制作逼真的部件有难度。这个管理员有望帮助解决这个问题。”他表示,这个人具有的某些技能包括:知道如何处理某一个物体所采用的多种不同材料。

公司的规模不一定要像波音或美国宇航局那么大,才能使用3D打印机。这项技术还适合期望定制设计原型、然后小批量打印的小企业主和企业家。

合理使用3D打印的一家公司是货运和物流巨头UPS。这家公司还通过店面运营,为小客户提供服务;鉴于3D打印技术日益受到关注,该公司推出了一项计划,旨在帮助可能自身没有资金购买3D打印机的小企业和初创公司。

UPS对小企业主们开展了一项民意调查,结果显示他们对试用这项技术有着浓厚的兴趣,尤其是在想制造原型、艺术效果图或促销材料的小企业主当中。于是,该公司在去年7月宣布开启一项计划;UPS称,自己因此成为第一家在店内试用3D打印服务的全国性零售商。

办公用品销售商史泰博(Staples)声称自己是第一家向消费者出售3D打印机的零售商,但UPS声称其计划让它成为第一家除了打印服务本身外,还提供计算机辅助设计咨询等3D打印服务的零售商。

目前,有6家独立运营的UPS商店提供Stratasys公司的uPrint SE Plus打印机,这是一款工业级3D打印机。圣地亚哥店是第一家装有这款打印机的商店,华盛顿特区、芝加哥、纽约和达拉斯近郊的商店紧随其后。去年9月,这款打印机安装在加利福尼亚州门洛帕克的商店,而附近就是硅谷沙丘路:众所周知,这条街上云集了大批支持科技初创企业的风险投资公司。

UPS Store将在未来12个月征集商店老板和客户的反馈意见;如果试用成功,随后决定要不要在另外的商店增设3D打印机。

到目前为止,在圣地亚哥店,一般情况客户承担的成本已降低至10美元,但一家医疗设备开发商打印的一款栩栩如生的指关节,成本则高达500美元。显然左右价格的最大因素是设计的复杂性。

客户将STL格式的数字文件带到店里。然后商店用软件程序对文件进行一番检查,确保该文件随时可以打印。如果可以打印,客户会得到打印和人力成本的报价。

有时候,数字文件需要返工或从头开始创建。在这种情况下,客户可以与3D打印设计师一起搞定。UPS Store的小企业技术负责人丹尼尔・伦巴(Daniel Remba)主管该公司的3D打印项目,他表示,在文件准备打印之前,这个过程可能涉及好几个步骤。

UPS Store老板伯克・琼斯(Burke Jones)表示,到目前为止,在圣地亚哥店,已经有几种不同类型的客户来使用打印机。客户既有小型初创公司,也有来自大公司的工程师、政府承包商以及有奇思妙想的其他人。

琼斯表示,有个客户想要其自己头部的3D打印复制品。还有个潜水员打印了水下灯的滤光器,有个山地车车手打印了安装摄像头的头盔。

琼斯估计,这家商店已为处于早期阶段的公司打印了几十个产品原型。他表示,这家商店总共为各种类型的客户完成了大约多达50项打印任务,制作了200个不同的部件。位于门洛帕克的商店用3D打印机完成了大约10项任务,至少另外25项任务等着完成。

还有提供3D打印服务的其他在线公司。其中两个网站是Shapeways和Quickparts,它们接收客户上传的文件后,为客户打印所需物体。琼斯表示,UPS Store的项目有所不同,原因在于它更个性化。他说:“我们先要了解人,然后了解他们的想法。”

3D Hubs是认定人们对3D打印机有兴趣,但并不自行购买的另一家公司。这个网站的运作方式如同在线房屋租赁网站Airbnb,只不过租赁的是3D打印机,帮助人们找到附近别人或公司拥有的3D打印机。

3D打印已经是一些大公司的制造流程的一个关键因素。不过对于规模较小的公司,这项技术的最大障碍可能是对何时使用它比较合适缺乏认识,知名研究机构Gartner的行业分析师皮特・布拉西利耶(Pete Brasiliere)如是说。

虽然台式打印机不是那么先进,但它们在“创客”文化圈很受欢迎,这可能会为企业界提供这种认识。布拉西利耶表示说:“消费者市场的炒作已经让企业高层管理人员意识到3D打印的未来趋势。”

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