升級制造業的3D打印技術,達成300億美元市場的關鍵是什么?
3D打印是工業4.0藍圖中不可或缺的部分。
機器替代手工勞動促成了第一次工業革命的發生,技術升級后“電氣時代”的到來成為了第二次工業革命的引子,而對于第三次工業革命而言,核心是新科學技術革命,覆蓋了原子能、航空航天、新材料及分子生物學等多個領域。
第三次工業革命的周期很長,它誕生了至今一甲子的人工智能,讓人造地球衛星和登月不再是夢想,而這其中被稱為“領頭革新者”的新材料技術,則是持續在賦能制造業的升級,大處有液體金屬鍛造航天飛機,人體器官再造,小處則有電子設備、日用產品的創新制造。
然而在新材料賦能制造業升級時,曾經的經濟驅動一度出現了卡頓。量產制造弱化了新材料自身的優勢,市場及用戶不滿足于千篇一律的產品,創意型制造被認為是驅動市場新需求的引擎,而這一關鍵節點也成為了智能制造再一次產業升級的最佳方向。
而為新材料帶來如此濃墨重彩一筆的,就是3D打印。
3D打印的困頓
3D打印的市場規模從2013年開始出現明顯增長,帶動了一波創業與資本熱潮,并在2015年邁入了高速發展時期,同時2017年開始隨著數字化浪潮帶來的技術加速,智能化3D打印已成為最受關注的細分產業之一。同時,超極速3D打印設備、可編程化學材料與數字化協同軟件三位一體的生產系統,讓增材制造(又稱3D打?。┏蔀榱藢崿F工業4.0的必要工具,確立了其與人工智能、工業互聯網、大數據、機器人共列驅動12萬億美元制造業市場智能化變革的關鍵位置。
當然,3D打印并非沒有瓶頸。
原材料性能不佳、生產速度慢、規模效益不及傳統加工方式、加工精度不足等缺陷,確實在掣肘整個3D打印市場的發展。
圖 | 傳統3D打印制品品質粗糙、易碎易壞
尤其是在定制化經濟迅速發展的當下,傳統3D打印產能無法滿足客制化客戶對工程級制品的需求,3D打印技術本身的缺陷撐不起市場預期,應用局限在原型設計打板、無法實現量產、經濟效益也不能在短期內帶來投資回報。在這樣的情況下,2018年我國3D 打印產業創新熱潮出現了增速放緩的狀況,融資事件從高峰時期的76起減低至2018年的13起。
但是另一方面,全球3D打印市場規模仍然在呈上升趨勢。Wohlers Report給出報告稱,2018年全球3D打印總產值約90億美元,預計未來將以平均21%的CAGR增長,2025年將達到300億美元;而中國的3D打印產業雖然在過去出現了暫時增速放緩的情況,但是國家相繼出臺的扶持政策,毫無疑問,這依然將會是帶來巨大商業前景的產業。
而它此刻最迫切的,是找到破局的入口。
滲透制造業,重現3D打印的“風口”
3D打印最重要的市場主體,毫無疑問是在制造業。
基于塑料、金屬等材質的3D打印技術日趨成熟,并在醫療、教育、航空航天和軍事等產量要求較低的場景中已經有切實的落地,近年服役的戰斗機中包含了大約900個3D打印的部件,駕駛員座艙等關鍵部件也逐漸在使用3D打印產品,但在高分子材料方向一直難有突破。
在對3D打印產業困局做觀察分析時不難發現,缺乏大規模應用落地、技術滲透緩慢、產量和效率問題都是造成困局的直接原因。過去它之所以帶動新材料的“煥新”,很大程度來自于它對制造業的推動,尤其是“降本增效”,只不過這個重要因素在經歷了“蜜月期”后,出現了瓶頸。
當前3D打印的成本主要有研發成本、設備折舊、人工成本和材料成本。其中研發成本與設備折舊均是固定投入,在銷量未增長起來之前會在總成本中占有較大比重;而人工成本與材料成本雖是與產量直接關聯的可變量,但由于打印技術與材料技術當前仍處于發展階段,單位耗時較高導致需要人工長期蹲守,同時材料的加工成本也有待進一步降低,故而人工成本難降。
換句話說,考慮到現有技術的發展情況,在人工和研發成本難降的現狀下,提升材料和打印技術并實現產品的規?;慨a成為其商業化發展過程中迫切需要解決的問題。
在經歷過早期制造業的賦能升級后,工業4.0的產業階段要求3D打印技術重塑自身對制造業新一輪的“降本、增效、應用及普惠”,這是市場需求使然,也是破局之路的正解。而能夠突破產業原有的“降本增效”瓶頸的企業,也勢必會在融資頹勢中異軍突起,例如成立于2016年,保持著每年獲得1-2輪融資成績的Revo塑成科技。逆勢而上的塑成,打破這個瓶頸的法則,則是“技術驅動、應用落地、產業服務”的發展策略,并且不同于產業其他單一、單向的硬件服務,塑成帶來的是軟硬件+平臺全維度方案。
值得注意的是,在多維度突圍的策略里,Revo塑成科技在技術方面研發出了集數字光子引擎、AI控制算法和可編程化學為一體的整合解決方案,從而摒棄了過去冗長、繁瑣的流程鏈,為快速打印、生產高品質成品奠定了最重要的基礎能力。
圖 | TypeE+依靠Revo塑成科技的數字光子制造技術讓超快速3D批量制造成為現實
與傳統3D設備只能打樣的基本應用不同,集合數字光子制造技術(DPM)、光固化成型和熱熟化定性技術的REVO最新款設備Type E+,可同時滿足設計開發與批量智造的雙重需求,簡化流程鏈,提升流程效率。在批量生產上,它省去重復上傳到打印的枯燥操作,通過配套的打印軟件和多臺Type E+協同工作,使用者可直接建立一個打印隊列并自動完成打印,獲得產量的提升。
簡而言之Type E+是通過算法聯動各個環節,以接近“全智能化”的模式,將產能與效率的互動調整到更為平衡、健康的數值。對于制造業而言,以上創新型的技術基石、降本增效手段是非常有吸引力的,但這還不夠。
“破局”的商業化之路
3D打印技術本質是工具,將賦能各行業打造創新性產品。
過去在新材料的發展基礎上,3D打印更多地應用在高科技工業制造領域,但是面對普通消費者的3D打印市場,卻始終沒有激起大波瀾,但這恰恰是3D打印未來最具商業價值的方向之一。
究其原因,一方面,因為存貯難等諸多因素,3D打印材料性能往往不穩定,導致成品無法媲美傳統注塑模具制品;另一方面,則是在合適的材料技術之上,3D打印企業無法實現規模量產來滿足消費產品制造客戶對產量和質量的要求。
不過筆者獲悉在剛剛過去的9月,Revo塑成科技與知名體育品牌必邁體育聯手推出了新一代3D打印消費級量產運動鞋PaceX,上線兩天即宣告售罄,證明了消費者對3D打印商品質量和美觀度的極高認可度,也預示出它們在商業領域創新上的一次成功。
圖 | 必邁體育與Revo塑成科技合作的新一代3D打印運動鞋PaceX
與傳統運動鞋不同,PaceX的最大創新之處是其利用Revo塑成科技自研的數字光子3D打印技術和可編程高分子材料制造出的晶格結構彈性體中底,搭載3D打印格構式中底的新一代運動鞋具備在一整塊鞋底實現分布式反饋的物理特性,即將著力計算單位推進至立方厘米,在不同著力區域分別為腳趾、腳掌、腳跟提供精準回彈,為消費者提供更細膩的穿著支撐感與穩定性,讓日常行走更省力。
圖 | 多維格構式中底,為腳掌提供分布式反饋,讓日常行走更省力
同時,通過為消費者提供更優秀體驗刺激了消費升級,必邁體育與Revo塑成科技合作的創新型產品給3D打印技術提供了應用落地案例,為消費產品制造業證明了3D打印技術的競爭優勢,也為打開新藍海市場貢獻了可復制的成功經驗。
筆者相信,在不久的將來,3D打印技術將滲透到多重生活場景中,消費者將可獲得更多由3D打印技術驅動的全新品類商品,傳統制造業也將大規模采用3D打印技術解決方案為消費者提供更具競爭力的產品,裹挾越來越多的制造業從業者應戰新一輪技術升級,避免在產業升級過程中喪失競爭優勢。
消費市場大獲成功,背后關鍵在于打印與材料的雙重支撐
能夠幫助客戶在2C消費市場獲得這樣的成功,對于3D打印技術服務商來說,能夠提供融合3D打印優勢和材料的可行性技術是打破傳統制造“壟斷”局面的關鍵所在。
· 3D打印技術是制造業降本增效的系統化工具
以PaceX的開發流程來看。如依照傳統運動鞋新品開發模式,PaceX將會經歷冗長的開發周期,而依靠Revo塑成科技的快速打印設備TypeE+,必邁可依照數據設計回彈指數快速打印樣品,并通過實驗效果進行快速微調,將運動鞋的設計周期從幾個月縮短至幾周,極大的降低了開發成本和提升了時間效率。
圖 | 使用Revo塑成科技TypeE+3D打印機生產整塊中底可極大縮短設計和生產周期
對于必邁來說,依托3D打印賦能的全新設計制造流程,在簡化流程鏈的基礎上,它可依據競品市場反饋利用3D打印技術快速改變產品的外觀和性能并在同季推出新品,為快速反應打下堅實基礎。而對市場快速的反應優勢,恰恰是行業伙伴面對市場白熱化競爭所急需的突圍利器,因此這一技術可以說是破局激烈市場競爭強有力的反擊工具。
同時,依托3D打印技術快速生產制造的天然優勢,Revo塑成科技的TypeE+通過創新性的系統設計更進一步滿足了必邁對批量制造的需求。具體來看就是,在同一臺3D打印機上,使用者可以完成從設計原型到批量生產的全流程操作,無需經歷手板設計與驗證、模具設計與加工、產品功能驗證、中試生產再到批量生產的冗長周期,取而代之,在幾小時內即可一氣呵成完成從圖紙到成品的簡潔步驟,快速完成迭代決策,滿意即可進入量產,真正做到“開發即所得,打板即生產”。
圖 | TypeE+同時滿足設計開發與批量制造的雙重需求
這樣看來,TypeE+所用的超快速打印技術不僅僅為制造業帶來設計開發的系統化簡潔流程,更重要的是為從業者省下百萬級開發和時間成本。
· 材料是開創全新終端制造市場的關鍵
當然,3D打印技術的商用離不開材料技術的支撐,而掣肘3D打印生產進入傳統制造業的關鍵因素之一也往往是材料性能不達標。
作為全球少有從材料研發切入3D打印市場的研發型廠商,Revo塑成科技在材料中運用熱激活可編程化學,攻克了傳統3D打印制品良莠不齊、易碎易壞等缺陷,使得Type E+打印制造的成品具有極佳的機械性能及光潔的表面。
在生產制造PaceX過程中,依據必邁對材料性能的需求,雙方最終選擇使用Revo塑成科技的聚脲彈性體TA10,同時利用塑成材料可編程的屬性,合作過程中迅速迭代了200多種材料方案,最終達成完美詮釋必邁品牌運動鞋回彈特色的3D打印材料。
圖 | Revo塑成科技可根據客戶的性能需求定制開發各類材料
值得一提的是,現如今國內3D打印制造企業所需的高質量打印材料普遍依靠進口,常常面臨價格高、保質期短,使用時間極其有限的尷尬局面。作為市場中唯一一家自主研發、專供高精密度快速打印生產的可編程高分子材料3D打印技術企業,Revo塑成科技研發覆蓋了從滿足快銷品的彈性體到汽車工業需求的各種常用材料,使國內用戶可持續獲得性能穩定并物美價廉的材料。
圖 | Revo塑成科技研發覆蓋了從滿足快銷品的彈性體到汽車工業需求的各種常用材料
可以說,Revo塑成科技的超快速打印設備、高分子可編程材料,與數字化協同軟件三位一體的3D打印系統為起步晚但潛力巨大的國內市場提供了成熟的閉環戰略參考。
最后
數據統計顯示,今年5月份,全球制造業指數(PMI)已經低于了50的榮枯線。十年間,全球制造業指數只在2011年歐債危機的時候低于過50。這表明,全球制造產業都在面臨生產效率低下、產能不足的窘況,急需破局。然而商業諺語常言,危機即是商機,這代表著3D打印技術商業化的重要價值和市場空間,尤其對于Revo塑成科技這樣,優勢明顯且路徑清晰的企業而言,接下來最重要的大概就是進一步的規?;?。
好消息是,除了與必邁合作生產的運動鞋能一睹Revo塑成科技通過技術帶來的革新,它們也會攜Type E+量產機于10月15日首次亮相深圳“華南3D打印、增材制造展覽會”,屆時期待各位蒞臨E34展位親自體驗。
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