【時事想想】莫以工業生產線角度看3D列印

友善列印版本

3D列印技術(3Dimension Printer簡稱3DP;註一)是否可能促成第三次工業革命,是近來全球產業界的重要話題。不過,以「代工」規模經濟著稱的鴻海董事長郭台銘卻表示3D列印「只是噱頭而已」,被批評是血汗工廠的可成董事長洪水樹說3D要量產有困難,3D列印只是「射得比較準的弓箭」難追上「洲際飛彈」

雖然大老闆用工業生產線角度來看3D列印,也不認為3D列印能成就什麼,但很多人依然認為3D列印可以提供中小企業或個人工作室新契機。而且,美國總統歐巴馬也認為3D列印是美國製造業的未來。位於台灣烏山頭水庫附近的「積層製造與雷射應用中心」是台灣3D列印技術的研發中心,他的重要性也吸引鴻海來參訪。顯見,3D列印並非鴻海老闆所說的「噱頭而已」。

所以,3D列印(3DP)到底是什麼?

首先要釐清3D列印是什麼。其實,3D列印技術為快速成型(Rapid prototyping,簡稱RP;註二)的一門分支。與市場常見的RP其他技術分支(註三)相比,現行3DP的技術特點在於:

(1)建模快速。(約為其他技術分支的6倍)
(2)成本較低。(為其他技術分支的1/6)
(3)精確度與表面品質較低。(主要為粉末層噴頭3D列印)

確實如大老闆郭台銘所言,3D列印不是什麼新技術,鴻海在30年前就使用,但當時的3D列印機體積龐大,價格昂貴。1995年,MIT畢業生Jim Bredt和Tim Anderson修改噴墨印表機,進一步提升了3DP的基礎技術。但受限於當時的消費型態與3DP技術問題,不為市場所接受。

原本只有大企業可以負擔得起的3DP,現在的狀況卻有了轉變。近期商用3DP機組不僅技術提昇,而且售價下跌,已經下跌到小企業甚至小型工作室都可以接受的水準。這個改變,帶來了全新的可能,這個新的可能,是否會衝擊到大企業壟斷3DP才能生產的商品?

一、商用3DP機組普及化是中小企業與小型工作室的福音

如果只從生產線的角度來思考3DP技術,確實現階段無法滿足大量生產的需求,並且只有特定3DP技術機組之成品才能符合產品級的期待。但是3DP真正帶來的關鍵轉變,在於產品的開發而非生產階段。一般工業開模或其他RP技術所需耗費的時間與經濟成本不是中小企業與小型工作室可以常態承受的負擔,因而許多創新理念受限於成本效益根本無從試驗。

這時,商用3DP普及化使「開模校對」成本大幅下降。當創新試驗的時間與經濟成本降低,研發團隊可在數位3D與3DP技術的交互使用中快速提升產品成熟度,還能減低內部與外部的溝通成本,提前掌握產品最終樣貌。對於向來以中小企業為主,並且總是停滯於「建立品牌」與「產業轉型」口號的臺灣產業來說,3DP正是我們需要的關鍵轉型技術。

二、3DP的下一步:30分鐘拿到手的客製化產品

往後,人們可以直接上網訂製完全由自己設計的創新商品,30分鐘後就可在最近的3DP實體店面甚至便利商店取貨。產品級3DP的普及,能夠克服標準化生產不夠貼近個人使用需求。跳過生產與消費兩端的藩籬,這樣的技術顯然更貼近使用者需求,同時還擁有碳足跡減少與廢料掌控的雙重優勢。

所以,不論是現階段商用3DP普及化或未來產品級3DP市場化,3DP技術必然對產業型態造成巨大衝擊。或許對模具製造起家後轉電子代工業的郭台銘董事長而言,這種既有技術是個華而不實的噱頭。但就工業與商品設計產業而言,特別是身處中小企業或小型工作室的設計師,3DP技術讓我們看到更多實現理想的可能性。
 

註一:3D列印(3D printing) 即快速成形技術的一種,它是一種以數位模型檔案為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,透過逐層列印的方式來構造物體的技術。

註二:快速成型或快速成形(Rapid prototyping,RP)  是一種快速生成模型或者零件的製造技術。在電腦控制與管理下,依靠已有的CAD資料,採用材料精確堆積的方式,即由點堆積成面,由面堆積成3D,最終生成實體。

註三:市場常用的RP技術可類分為 - 光固化立體成型(SLA)、3D印刷工藝(3DP)、熔融沉積成型(FDM)、選擇性雷射燒結(SLS)、多層雷射融覆(DED)、薄板層壓成型(LOM)。

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