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3D 列印是什麼?這個顛覆製造業的技術,將為商業世界帶來哪些影響?

2019-11-12 15:36:22
Managertoday
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達凡尼認為,未來的工業平台,將以 3D 列印技術為核心,連結數百項製程,創造新的價值。比如,不同的產業需要相同的積層製造技術,得共享科技知識;傳統的供應鏈,則將變成多元化的共同團體。他將這一系列轉變,稱為「泛工業革命」(The Pan-Industrial Revolution)。

早在 1983 年,美國一位工程師查克.赫爾(Chuck Hull)做了一項實驗,他把幾種樹脂基底材料,暴露在紫外線中,使它們變成堅硬的物體。當時,這項技術被稱為光固化形成術(Stereolithography,用光來繪製實體),也是現今 3D 列印(3D printing)的起源。

換言之,3D 列印已經發展超過 30 年,但多數人的印象,還停留在「可做出小型塑膠玩具」「小孩也能印出鉛筆」的階段,認為有趣、新穎,整體概念卻很模糊。

但多次入選全球前 50 大商業思想家的理察.達凡尼(Richard D'Aveni)透過研究與採訪發現,3D 列印早已應用在汽車、航太、電子、建築等產業,其中不乏知名企業如福特(Ford)、奇異(GE)。

舉一個更貼近的例子,台灣的電子公司光寶科技(Lite-On),應用 3D 列印技術,每年替智慧型手機製造商 HTC 生產 1500 萬支天線,除了速度快,成本也低

3D列印的優勢:降低材料損耗、高度客製化

其實,一般人口中的 3D 列印,是積層製造(additive manufacturing)的一種形式。傳統製造方式,像是切削、研磨、鑽鑿,都是「減法製造」;積層製造的運作原理,則是把材料堆疊起來,是「加法製造」

加法製造的好處之一是,減少材料、能源的耗損,只要設計好 3D 列印機(成本最高的階段),隨著生產規模擴大,邊際成本也會不斷下降。比如,英國公司 Tamicare 用 3D 列印製造衣料與不織布,只需一個小空間,他們就能用 3D 列印機、機器手臂、運輸帶,混合各種天然纖維的聚合物,接著包封、壓型。

達凡尼訪問後發現,Tamicare 的一台機器,每 3 秒就能做出一件防水內褲、一年可生產 300 萬件,也由於生產系統精簡化,企業可以把機器設置在鄰近主要客戶的地段,降低運輸成本

其次,3D 列印技術「精準」,能高度客製化。美國史賽克公司(Stryker Orthopaedics)年營收高達 100 億美元(約新台幣 3000 億元),他們其中一項業務,是用鈦金屬列印具固定作用的物品,應用在骨科的關節移植上。透過精確編程,機器製出合適的邊緣、孔隙率,讓活體骨頭自然生長在移植物上,有效減緩關節炎病患的痛苦。

達凡尼認為,

未來的工業平台,將以 3D 列印技術為核心,連結數百項製程,創造新的價值。

比如,不同的產業需要相同的積層製造技術,得共享科技知識;傳統的供應鏈,則將變成多元化的共同團體。他將這一系列轉變,稱為「泛工業革命」(The Pan-Industrial Revolution)。

「你的生產線變得更短,競爭也更即時、激烈。」達凡尼說,最重要的是,這項技術縮短了產業之間的距離。他舉例,德國 3D 列印製造商 EOS、空中巴士子公司 Premium Aerotec、汽車製造商戴姆勒(Daimler AG)就聯合經營一間工廠,列印出的金屬零件,同時供給汽車、飛機及其他相關產業,省下大量的製程時間。

3D列印對產業的影響:模糊產業界線,跨領域業者將同場競逐

那麼,未來的產業又會是什麼型態?達凡尼解釋,採用積層製造的公司,將有 3 大特點:
1. 業務橫跨不同產業
2. 多數產品要靠積層製造
3. 建立數位平台來聯繫資訊,維持產線最佳狀態

而他把這些新企業稱為「泛工業公司」。

他強調,往後各產業的疆界,將會愈來愈模糊,大家都是在單一、巨大的市場競爭。例如,全球第三大的代工合約製造商捷普科技(Jabil Circuit),已投入積層製造,他們製造的印刷電路板(PCB)、機殼,就能應用在消費性電子產品、航太、製藥等多重領域。

相較現今的企業,泛工業公司的特色在於:
- 產品開發流程可以從數個月,縮短到幾天、甚至幾小時內。
- 積層製造的產品能客製化、精確化,不需要太擔心改良產品生命周期的問題。

也因此,組織原先以「功能導向」的單位,將會逐漸合併,例如研發、行銷、產品發表部門,可能形成一個大的事業體。企業的營運重點,將探討更細緻的內容,像是聘請藝術家、城市設計師,構想最新的品設計,再迅速推導、測試

最後,這些「大」的泛工業集團,還能享有創新優勢。一般認為,小公司創新速度快、大企業由於官僚體系,天生有規避心態,但這樣的理論,在未來世界將被顛覆。

泛工業公司可以用積層製造的方式,迅速實現新概念、製造新產品,投入利基市場測試。比方說,列印一輛輕盈、堅固又靈活的自行車,先讓自行車手體驗,如果獲得好評,再考慮進階列印方法,提高車子的速度、產量,或是降低成本。如此一來,既能保有產出速度,又使創新更不具風險。

(本文整理、摘錄自《泛工業革命:製造業的超級英雄如何改變世界?》,先覺出版)