近年來,由于3D打印具有研制周期短、生產效率高等獨特優勢,被部分雜志認為是“將推動實現第三次工業革命”的技術。究其原因,我們認為這不僅因為其增材制造方式的特殊性,而是因為它顛覆了傳統制造業的兩個基本邏輯。 一方面,傳統制造業產品單件的成本和產量成下滑曲線的反比。如果某件產品的產量較小,則其生產成本就較大;一旦進行了大規模生產,單件成本會迅速下降。
3D打印方式普及之后,產品的單件成本和產量不再直接掛鉤。對于3D打印來講,批量生產和小量生產對于單件產品的成本影響不大。因此就會有一個3D打印的優勢區域:當某些產品的產量小于一定值的時候,3D打印就會凸顯它時間與金錢上的成本優勢。另一方面,如果一件產品越復雜,意味著需要投入的時間成本、材料成本就越多,因此越復雜的產品,單件成本就會越高。傳統的制造流程一般需經過模具開發、鑄造或鍛造、切割、部件組裝等過程,而3D打印則免去了復雜的過程,無需模具,一次成型。對于這種制造方式來說,主體的成本僅與產品體積相關,并不和復雜度相關。相似體積的物體,不管結構有多復雜,3D打印的成本基本是不變的。于是又出現了一個優勢區域:當產品的復雜性達到一定程度之后,3D打印就會凸顯它的結構和造型優勢。舉例來說,王華明團隊在“大飛機計劃”中”,用3D打印技術生產大型客機C919機頭工程樣機的鈦合金主風擋整體窗框,工時僅有55天,零件成本不足20萬美元。
可以預見,隨著未來消費者的個人需求越來越個性化,企業將需要提供定制化、小量產的產品,勢必達到3D打印的優勢區域。另一方面,未來的產品設計將趨于復雜,這意味著3D打印的又一優勢將會凸現出來。從這兩個方面來看,3D打印具有顛覆性的意義,具有無限的發展空間。未來隨著打印技術日趨成熟,行業應用、耗材、設備成本下降,3D打印或將迎來爆發式增長。