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自造時代 印出新興商機--直接製造創造無限可能│CTIMES

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自造時代 印出新興商機--直接製造創造無限可能│CTIMES

【撰文/丁于珊

隨著3D列印在各個應用領域掀起熱潮,

改變了現今的製造模式,也帶來創新的商業模式。

尤其當各種平價化3D印表機不斷推出,

其影響將會非常可觀。

經過近幾年的發展,3D列印已成為全世界的潮流,在不少的科技大展中,都能見到3D列印展出,規模也從少數幾家廠商成長至今已有數百家大小廠商參與其中,甚至成立專門展區。

而3D列印的應用範圍更遍及工業製造、醫療、汽車、航太、消費等領域,並且延伸至教育,各國政府也紛紛提出3D列印投資發展計畫,例如美國總統歐巴馬喊出投入百億美元,開拓3D使用者,台灣政府今年也計畫補助10億元在3D列印軟硬體研發與教育應用。由3D列印所帶起的數位直接製造一詞(Direct digital manufacturing, DDM)也跟著備受注目。

圖一 3D列印的應用範圍遍及各個領域,甚至在時裝也有不少設計師使用3D列印印製衣服。

毫無疑問的,市場一致看好3D列印將會改變未來製造方式,歐巴馬所提倡的製造業回流,其中一部份就得仰賴3D列印的幫忙。3D列印實現了數位直接製造的可能性,讓即使非專業人士也能簡單的自己製造產品,也讓大工廠變成小工廠,甚至小到家庭工廠。德州儀器台灣區總經理李原榮指出,當有了3D列印、CNC、雷切等工具機,使用者可以去做少量多樣化的產品,而消費者看到具備創意與差異化的產品,自然也願意用更高的價格去購買。

圖二 比起傳統的製造模式,數位直接製造其中一個優勢是可以印製出傳統製造方式難以實現的結構,增加設計上的可行性。

比起傳統的製造模式,數位直接製造有許多的優勢,例如小量客製化、降低前其生產成本、更好的庫存管理、材料浪費量也更低,並且能更及時、快速的生產產品,加快產品開發時程,且可以印製出傳統製造方式難以實現的結構,增加設計上的可行性。

CloudDDM 打造未來工廠

在越來越多的企業引進3D列印技術,也證明了其發展潛力,而商業模式也逐漸成形。美國物流巨頭UPS Store已經在去年宣布,在美國的100家UPS Store門市中加入3D列印的服務,而今年他們又宣布將在位於肯塔基州的UPS全球物流中心引進新創企業CloudDDM的全自動化製造設備,打造一座3D列印工廠。

圖三 UPS Store在其全球物流中心內引進CloudDDM的3D印表機,打造一座3D列印工廠。

CloudDDM是一間3D列印的新創公司,其公司名稱中的DDM就是意謂著數位直接製造,他們所謂的全自動化製造設備就是3D印表機。在UPS Store裡的這座3D列印工廠中,CloudDDM將佈署100台3D印表機,一周7天、每天24小時全天運作,整間工廠只需要3名員工8小時輪班。

CloudDDM下訂單的方式也非常簡單,客戶只需要使用自己的電腦、平板電腦等設備在CloudDDM的線上網站上傳產品的3D藍圖,選擇好材料、顏色、數量等列印細節,並且填好收貨地址及支付方式,就能完成一張訂單。CloudDDM創辦人之一Mitch Free表示,3D列印工廠可以生產少至1件,多達1000件的產品,不僅能將傳統製程所需一週的生產時間減少至24小時,同時還為客戶節省了50%的成本。

圖四  CloudDDM主要的目標客戶是需要快速、小量以及客製化生產的設計團隊,並透過UPS Store的物流可以將產品快速送達至客戶手中。

CloudDDM主要的目標客戶是需要快速、小量以及客製化生產的設計團隊,Mitch Free表示,這些客戶通常需要高品質且結構完整的零件,這是一般消費型3D列印機比不上的。Mitch Free補充,目前在許多公司內部都有3D印表機來列印粗糙的原型,但若要印製品質更高的產品,通常會採用外包的方式,這也正是CloudDDM商機所在。而進駐UPS Store的物流中心,讓CloudDDM的服務可以拓展至全球,且可以將產品快速送達至客戶手中。

CloudDDM並不是唯一一間提供3D列印服務的公司,不少科技大廠也早已意識到3D列印的發展潛力,即早佈局市場,例如亞馬遜也早已在去年宣布推出3D列印的線上商店,並且有多達兩百種的產品可供選擇,包含珠寶、玩具、模型、家具等。用戶可在線上訂製個人化商品,從材質、顏色、尺寸、設計風格等。

亞馬遜此舉也意味著世界最大的零售商認可數位直接製造將會改變未來產品製造以及設計模式,透過3D列印,使得一次性或者小量生產的產品更為經濟實惠。

平價化3D印表機 掀起製造革命

而根據材料及製造方式的不同,3D列印也分成多中不同的技術,如SLS、SLA、FDM等,這些不同的技術也各有不同的公司擁護,並且也各有不同適合的應用領域。就目前來看,在消費型機種中,以FDM最為普遍,在多家3D列印大廠不斷努力之下,價格也已下降到較為大眾所能接受。

不過,隨著SLA相關專利近年來陸續到期,光電協進會產業研究組產業分析師林建翰指出,光固化的3D印表機價格將會開始下降,且逐漸接近FDM,這將為3D列印帶來更多元化的應用。相較於FDM,光固化技術不僅精細度較高,且印製出來的成品也較為堅固,因此能夠用於精密機構設計、醫療應用(如齒模)、珠寶設計、造型藝術、教育學術等專業市場。

圖五 目前有不少團隊致力於研發平價化的金屬3D印表機。

在金屬材料的部份,比起FDM或光固化技術,在精確度上提高了不少,應用範圍也更廣泛。只是金屬成品的3D印表機價格動輒數千萬,是一般中小型企業或個人難以負擔的起的價格。不過這樣的情況也正在改變中,已有一些研發團隊開始研發平價化的金屬3D印表機,例如日前曾在Kickstarter募資的澳洲新創公司Aurora Labs,計劃推出售價約為4000美元的金屬3D印表機,其目標就是要將金屬3D印表機推向消費性市場(後來因缺少產品原型及量產可行性低而取消及資計劃)。

除此之外,密西根科技大學Pearce Research Group也在日前啟動了開源金屬3D列印機的研發計劃。研發團隊希望能將金屬印製的成本降低至2000美元以下,藉此幫助農民(特別是在發展中國家)生產一些低成本的農具。Pearce團隊指出,開源的3D印表機可以幫助農民以較低的價格取得必需的工具,且這台3D印表機將以太陽能的方式供電,這可以幫助全球超過12億沒有辦法獲得穩定電力的人也可以使用3D印表機。

轉型軟硬整合 3D列印廠挖掘新商機

隨著3D印表機的價格不斷下降,並且從列印裝飾性元件進步到可列印功能元件,都為3D印表機帶來非常大的突破,尤其當功能性元件可被印製出來,其影響將會非常可觀。不過就現階段而言,3D列印雖然已能夠實現DDM,但仍然只侷限於工程師、Maker等特定族群,要真正普及至一般使用者還有一大段距離需要努力。

圖六 3D印表機以能夠用來印製功能性元件。

對於一般使用者來說,使用3D印表機一大瓶頸是圖檔來源不足,相較於2D印表機,3D建模更為困難,且步驟繁複。除此之外,XYZprinting市場開發處資深經理舒家誠指出,包含印製產品的速度以及精確度也都是目前3D列印還難以大規模普及於市場的原因之一。

對此,有不少3D列印大廠也正致力於推出更快速方便的3D建模方式,UL亞太區事業發展經理陳立閔指出,未來3D列印獲利的最大來源將不再是機器本身或耗材,而是圖檔資料庫。用戶可自圖檔資料庫當中得到高品質、能夠使用且安全性的圖檔,另一方面,廠商也可由資料庫中管理使用者下載的圖檔,甚至製作使用履歷。因此,目前許多3D列印廠商都已開始轉型,除了硬體銷售之外,也開始建立自家的資料庫。

隨著3D印表機逐漸走入消費市場,勢必將帶來更多元化的製造方式,帶來新的產品設計、製造模式,改變現有的製造業生態體系,由3D列印所產生的新創商業模式才正要開始。

【全文刊載於《CTIMES雜誌20157月號】-- CTIMES粉絲團

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