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3D列印逐步化解发展阻力
速度提升 材料多元
[作者 王明德]   2017年08月25日 星期五 浏览人次: [12455]


3D列印一度被视为新世代制造革命技术,过去两年虽然声势下跌,不过整体来看,市场仍是成长之势,根据研究机构统计,2017年全球3D列印的市场总值将达60亿美元,2021年则会成长至180亿美元,当然要达到此一目标,需要一定的市场动能,惠普公司HP Jet Fusion 3D解决方案??总裁兼经理Ramon Pastor日前在上海记者会时指出,硬体设备成本过高、列印速度过慢、异质材料无法整合共用无疑是目前的主要阻力之一,不过随着相关技术的不断突破,这些问题已逐步解决。


软硬两端的问题解答

即便市场不如当年预期,不过Ramon Pastor仍乐观面对未来市场,在今天於上海的HP Jet Fusion 3D解决方案发表会上,他指出在技术的不断突破下,3D列印将再次出现强劲成长,他以HP Jet Fusion 3D列印机为例指出,此款产品的列印速度为现有机种的10倍以上,成本则下降50%,从2016年上市以来,使用者已采用此机种列印出超过50万个零部件,在材料开发部分,HP也设立公开的技术平台,目前已与中国石化集团旗下的燕山石化展开合作,将积极开发可用性更高、成本更低的3D列印材料。


3D列印成长力道不如预期的另一个问题是软体专业度相当高,造成普及不易,对此Ramon Pastor认为,现在的3D列印的使用者分为两类,一种是专业设计人员,比如设计师、软体工程师等,这一类型使用者他们使用的也是专业的软体,设计3D模型,推出这些专业软体的公司如西门子、PTC、达梭等,其软体产品品质都相当杰出,对专业使用者来说,功能也都适用,3D列印软体在这方面的发展并不会有太大问题,至於非专业人士,现在的设计软体对其的确有高难度,此一问题目前仍难解决。


目前3D列印的软硬体厂商,其产品设计都以专业人士为目标族群,软体厂商的产品设计,也都以解决此族群的问题为主,Ramon Pastor以HP的Sprout Pro为例指出,工程师设计3D列印时,建模往往是难以克服的困扰,Sprout Pro的做法是在其创新型的电脑━Sprout上内建3D摄影机,使用者可将图像投射到触控板上,并透过3D摄影机扫描触控板上放置的实际物体,之後Sprout Pro会生成一个3D还原图像,解决建模问题。


3D列印将成IoT推手

至於3D列印的未来趋势,近年来各种IT技术与概念不断出现,而且彼此之间都会相互链接,Ramon Pastor认为这塑造了未来制造业的新面貌,他进一步指出,现在的制造模式是集中生产,所有的原物料与机台设备集中在一处,产品完成後再运送到商店、卖场销售,这种生产模式的成本相当高,例如仓储、物流,此外由於大量生产,一旦销售不如预期,将会囤积甚至报废大量滞销品,3D列印对制造业最大的改变就是将集中生产转变为分散式生产,让生产模式更贴近消费者,降低购置成本。



图一 :  HP Jet Fusion 3D解决方案??总裁兼经理Ramon Pastor指出,硬体设备成本过高、列印速度过慢、异质材料无法整合共用无疑是目前的主要阻力之一。(摄影/王明德)
图一 : HP Jet Fusion 3D解决方案??总裁兼经理Ramon Pastor指出,硬体设备成本过高、列印速度过慢、异质材料无法整合共用无疑是目前的主要阻力之一。(摄影/王明德)

这几年迅速发展的物联网技术,也将与3D列印结合,让其应用更多元,Ramon Pastor表示,2D图像是由像素(Pixel)所组成,像素越小,画面解析度越高,3D成像的成品则由体素(Voxel)组成,3D列印在选择列印材料时,可选择导电性材质,透过导电性材质构成、体积仅有21μmx21x80μm体素,这种具导电特性的体素,让产品在列印完成时,就已可植入各种感测器,意即可以不经组装,在成本增加极少的状况下,直接生产出智慧物件,这对以万物相联为愿景的物联网来说,将是极隹的推动力量。


6大问题将陆续克服

虽然对前景看好,不过Ramon Pastor认为3D列印未来发展要顺遂,仍至少有6个问题需要解决:


产品性能

目前市场上的3D列印机,列印速度短则数小时,长则超过一天,若仅作为产品设计初期的打样,这种效能还可接受,但若要直接生产产品,则仍有极大提升空间。


材料种类

现行3D列印机台仍只能列印单一材料,然而现在消费性产品多为复合材料,单一材料将局限产品的功能与设计创意。


材料成本

与大量生产的制造系统相较,3D列印的材料成本仍然偏高,这将直接影响其产品售价,不利於市场竞争。


市场教育

即便3D列印在前几年成为媒体宠儿,市场资讯相当多,但对在不同垂直领域的工程师来说,相关资讯往往与该领域无关,难以吸引工程师投入学习。


标准规范未建立

3D列印机由於用途广泛,是商品也是生产工具,导致全世界都没有相对应的专门主管机关,也没有针对3D列印机制定法规或认证,可说是三不管商品,使用安全堪虑。


商业模式未建立

3D列印将制造模式由过去的集中式转变为分散式,转变後的工业链和商业模式如采购、物流等模式都仍未建立,这将影响3D列印的推动。



图二 :  HP的Jet Fusion 3D列印机的列印速度为现有机种的10倍以上,成本则下降50%。(摄影/王明德)
图二 : HP的Jet Fusion 3D列印机的列印速度为现有机种的10倍以上,成本则下降50%。(摄影/王明德)

对於上述问题,Ramon Pastor指出,HP已着手解决这6大问题,随着HP Jet Fusion 3D列印机的问世,传统速度、成本的3D列印机种将面临市场考验,未来更快、价格更亲民的产品将陆续出现,成为推动市场发展的推力。


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