3D打印真的言过其实吗?

 新闻资讯     |      2019-09-02 12:16

2018年初,中信出版社出版了一本书《大颠覆 从3D打印到3D制造》。

该书由《华尔街日报》畅销书《The 5 Patterns of Extraordinary Careers》和《The Leap》的作者Rick Smith于2016年在美国出版,对日新月异的3D打印行业来说,算是一本老书了。

两年后,当它被翻译至中国,“大颠覆”这个蛊惑性十足的词,又在3D从业者里掀起一番讨论来。不少3D从业者对这个词有一种特殊的感情,毕竟,当他们在几年前转行至3D打印行业的时候,多少有点就冲着“颠覆制造业”来的呢?

国内3D打印行业最具影响力的媒体南极熊,针对这本书还组织粉丝们搞了一个活动,让大家说出自己所认为的最大的颠覆性。讨论的详细情况参见:《大颠覆:从3D打印到3D制造》10人获奖名单-南极熊3D打印网-Nanjixiong.com

那么,这些“熊友”们的看法与Rick Smith的看法是否一致?不如直接去看看《大颠覆》这本书吧。本文就是这本书的一个读书笔记,主要目的有两个:

在“熊友”讲述3D打印的颠覆性时,最常提到的一个场景就是快速原型(Rapid Prototyping)。的确,在3D打印诞生之后的很长一段时间里,快速原型就是3D打印的代名词—— 原因就在于,快速原型可能是当时的3D打印技术唯一能创造价值的事情了

[Page44] 。

在国内就有一个生动的例子,东莞科恒手板厂大量采用光固化3D打印技术来替代传统的快速原型方案,为联泰贡献大量的销售额。对手板行业来说,这是一项变革,但可以称得上颠覆吗?

作者Rick Smith,作为一名管理学的畅销书作者、TED演讲者,因痴迷3D打印而甚至创办了Fast Radius公司,他对3D打印的颠覆性是如何认识的呢?

他认为3D打印的颠覆性体现在3点:

在手工生产的年代,只要工匠愿意多花点时间,就可以为你打造独一无二的锅、独一无二的椅子。而进入工业化时代,似乎每一件产品都变得标准化 —— 如果型号一致,那么无论是锅还是手机,都是一模一样的。

是消费者的喜好都变得“集体主义、整齐划一”了吗?作者认为绝不是这样。从手工时代的定制化到工业时代的标准化,伴随而来的是效率的大幅提升、成本大幅降低。“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,这也是一种革命。

在标准化的大众高尔夫与定制化的劳斯莱斯之间,大部分消费者只能选择前者。从小规模定制化到大规模标准化的工业进化中,我们为了实现大规模的效率,而暂时放弃了定制化。但是,一旦出现了某种可以“大规模定制化”的技术,那就会产生让消费者追捧的产品,从而构成了“颠覆性”。

作者讲了好几个历史故事,以类比的方法来论述这一规律的:

1438年,约翰内斯在德国亚琛发明活字印刷术,实现了书籍的标准化生产,使得知识从统治阶段的特权变成普通人也可得到的资源,在后续几个世纪引发了宗教革命、社会革命,这便是信息的小规模定制化到大规模标准化。(其实中国的活字印刷术早了300多年)

而互联网的发明,特别是Web2.0时代,文字信息获取的多样性自不必多说,在视频方面Youtube、网剧、直播渐渐侵蚀了人们看电视的时间,这便是信息的大规模标准化到大规模定制化。

活字印刷术,使得信息从小规模定制带入大规模标准化

按标准的时间点、在标准轨道上行驶的火车的出现,由于更高效、更快捷、更廉价而挤垮了马车的生意,大规模标准化摧毁了小规模定制化的行业。

而1919年,亨利福特在曼彻斯特开力办了福特T型车厂,以流水线标准化作业大幅降低了汽车的成本,使得普通人也买得起汽车,从而改写了城市地图、改变了社会观念,这种影响一直延续至今。与火车相比,汽车的出行时间、出行地点则完全不标准化,是一种定制化。

与中国快速发展的高铁事业不同,美国的铁路运输在过去几十年处于萎缩状态。从这个意义上来讲,在过去的100年,出行是由火车的大规模标准化到汽车的大规模定制化在转变。

非常有意思的一点是,是汽车制造的标准化(福特流水线)的出现,实现了汽车的普及从而促成了出行的定制化。作者认为这也是印证了他的观点:从标准化到定制化的历史大潮,在不同的领域变革的时机不同,但终将会变革。

作者甚至断言,汽车必将在很大程度上替代火车。而个人认为,随着石油资源枯竭、油价升高,这种趋势未必能够发展下去——至少在中国是这样,很难想象当中国的人均汽车保有量与美国相当时,地球是否能承受得住?

换句话说,从标准化到定制化的“颠覆”,本质上是人们在个性追求与效率成本之间的妥协。3D打印何时能颠覆?取决于它何时能够实现高效低成本。

作者认为,尽管大规模定制化是大趋势,并不意味着前面就一路平坦。举了一个例子就是Segway平衡车,在2001年第一次出现的时候,其发明者给其定位是改变世界上每一个人的出行方式。而最终呢?

最终沦为园区管理员的通行工具或少数人的玩具。

作者认为,3D打印的颠覆性还处于非常早期,也许需要几十年才能颠覆并取代大多数制造方法——我们必须要有耐心。

作个小结:

历史大势:小规模定制化(低效率) →大规模标准化(高效率) →大规模定制化(高效率)。

3D打印技术,虽然现状可能还处于低效率定制化的阶段,但是与工匠手工打造的不同点在于:它具有成为高效率定制化的潜力,所以它是颠覆性的。

如果说大规模定制化更多的是强调制造方式的变革,那么材料结构性能则是强调制造结果的变革——3D打印可以制造出传统方式造不出来的东西。

例如,3D打印珊瑚礁可以有丰富的内部结构,供鱼类和其他生物藏身[Page 38];

像埃菲尔铁塔那样的晶格结构,用于建材、飞机、汽车的制造可以在保持性能的情况下实现轻量化[Page 39];3D打印药片的复合矩阵结构可以促进药物的吸收,应用于抑制急性癫痫的突然发作[Page 104];等等。

由中国团队Zeegine原创的3D打印月球灯直到2017年才大量地进入美国市场,所以作者在完成本书写作时应该还未注意到。如果他能注意到的话,就可能会提到:月球灯的表面凸凹不平效果用传统注塑的方式难以实现较好的效果,这也是3D打印的一种独特应用方式。

如果说3D打印的上述制造结果还是可以理解的话,那么Carbon 3D首创的CLIP技术的“微米制造”,可以谈得上是革命性的颠覆了,因为它打开了人类制造历史的新大门。

而实现“微纳米制造”的核心在于对固液连续界面的控制。Carbon 3D在TED演讲上更多地是演示了CLIP技术的“快”—— 因为对于普罗大众来说,这是最容易理解的、最容易传播的。而实现上,CLIP技术的重要贡献并不在于“快”,而在于“微纳米制造”出各种史无前例的材料性质。

Carbon 3D的技术路线实现了3大进步:

如果仅仅是为了第一点的“快”,有更简单的技术路线可以实现;但仅仅快是称不上颠覆的,必须想出其他的技术方案来解决第二点,才能称得上颠覆。而CLIP不仅能够实现前两点,还有第三点的想象空间,那是更大的颠覆。

作者认为,3D打印这种生产方式可以促进生产过程中各个环节之间人与人之间的联系,并进一步地促进了组织的变革。

作者举了GE的例子,大概意思就是说GE曾是一个老化的管理结构,而3D打印的引入使得GE重新焕发了活力,提高了对年轻人来工作的吸引力,提高了企业的核心竞争力[Page 183]。难怪GE愿意花那么大力气去收购Arcam呢:3D打印不仅仅是业务拓展,还是GE拯救自己的返老还童药啊

关于这一点,我们可能比较难理解。作者毕竟曾是一位管理学专门,让他享誉全球的畅销书《The 5 Patterns of Extraordinary Careers》也是讲管理学的,所以,他肯定比我们这群3D打印行业的工程师、销售员要更高瞻远瞩一些,难理解也是正常的。

上面讲的是在企业内部的变革,作者还介绍了在企业外部3D打印将带来什么样的变革[Page122-142]。大概的意思是说,现在的制造业需要仓储、需要物流,不仅麻烦、成本也高。未来呢,需要储存、传输的只有模型数据,当需要实物的时候只需要在家里或附近“弹性制造云”来制造出来就可以了。

作者对这一梦幻般的愿景相当有自信,说这将会削减40%的空运与海运业务[Page 137]。个人认为,作者还是远远低估了大规模标准化制造+集装箱现代物流体系的综合效率。如果作者去过深圳,见识过深圳的制造业效率,我猜他可能会调整这一观点。

综上,作者在此书中,从制造方式、制造结果、组织关系三个层面指出了3D打印的颠覆性。如果我们认可作者对颠覆性的定义,那我们作为从业者,怀惴着对先进制造的梦想进入3D打印行业之后,现在所做的工作中有多少是与颠覆性有关的呢?

快速原型? 教育? 人像打印? 影视道具? …… 原来,很多我们曾认为具备颠覆性的事情,激励着我们前行的事情,其实并不颠覆?

再回到“熊友”所认为的3D打印的颠覆性,可以看到,其中的大部分特点在Rick

Smith看来并不具有颠覆性:《大颠覆:从3D打印到3D制造》10人获奖名单-南极熊3D打印网-Nanjixiong.com

如果国内3D打印行业的主航道,以及从业者的视野焦点偏离了它本该具有的颠覆性,那么它能够健康发展吗。如果我们不给予行业内那些真正从事创新性、颠覆性工作的团队足够的尊重,那么外界也许就不会给3D打印行业足够的尊重。

回到题目:如果我是一位3D打印从业者,那我一定就是颠覆者吗?

答案是“否”。

%%%%%%正文完.%%%%%%

以下为附录。

如果你真的打算通读此书,那有以下两点可能需要特别注意:

大颠覆的时间跨度很大,很可能要几十年。作者的思路也比较跳跃,常常在相邻的段落中讨论当下的技术水平与未来的技术水平,容易使人混淆现实与未来。

例如,3D打印房屋[Page 156]、3D打印CPU[Page 158]、3D打印DNA[Page 160]、3D打印膝关节[Page 161]、3D打印肝脏[Page 161]就放在一起讨论。

作为一名从业者应该知道,3D打印膝关节已经实现商业化、3D打印房屋目前是噱头居多但具有可行性、3D打印肝脏的概念不明晰、3D打印CPU并与硅芯片抗衡那还只是幻想。

但如果读者没有足够的鉴别力呢?

我记得在参观一个著名的3D打印展厅时,介绍人员信誓旦旦地告诉我,现在3D打印肾脏已经成功了,用不了几年就要进入临床。这个案例在此书中也有提到[Page 204]。

去参观的游人,乍一听会觉得3D打印好神奇,而过高的期望在得到真相之后,就会带来失望与不靠谱的感觉——是不是3D打印就是大忽悠啊?

这实际上是在伤害整个行业。是那个介绍人员有意为之吗?其实不是,只是她也被误导了而已。

例如,作者认为3D打印的发展为非洲制造业的发展提供了跨越的良机[Page 211]。3D打印确实可以减少对供应链的依赖,但是制造业的发展与基础设施、当地教育水平等关系还是很大啊……

只能说作者的脑洞有点大、有点过于乐观了。

再如,作者在介绍3D打印桥梁的案例的时候,被边打印边移动的3D打印机给震惊了,认为这种“自由建造”技术将无所不能,还特别地配了一张插图[Page 156]。

可以边走边打印的桥梁3D打印机

在这里,我想对作者说一句,其实中国的建筑施工队早就实现更为复杂、更为精巧的“自由建造”了,不过他们还称之为“造楼机”,没有意味到与3D打印的关系,也没有拔高到颠覆性的高度……

“造楼机”:全球300米以上高楼三分之二是中国建造,但这个大国重器你认识吗?

纵然作者的观点有一些盲目乐观,当我看到此书的最后一句话的时候,我还是选择原谅了他:

“如果说写书是出于热爱,一点也不为过;但一边写书一边开办一家快速发展的公司,还要寻求合作、收购公司,更准确地说是在做蠢事。结婚这么多年,家庭一直在忍受我的毫无节制的野心以及由此导致的创业的大起大落。风雨飘摇之时,她们就是我的定心丸。她们是上天的恩典,使我们取得的任何成就真正有了意义。对此,我们永远感激!”

在“颠覆技术”的蛊惑下进入3D打印行业的你,在看到Rick Smith的这段话之后,是否也有共鸣呢?

大颠覆的黎明不会那么快地到来,今天很残酷,明天更残酷,后天很美好!大家共勉。