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了解 把控 介入——漫话3D打印

时间:2014-06-24来源:科印网作者:潘晓东
  什么是3D?3D是Three-Dimensional的英语缩写数码印刷印后加工,就是三维立体成形。

  一段时间来,3D打印成为处于转型期印刷界谈得十分热烈的话题,就像当年谈论数字印刷一样。

  笔者以为:对3D打印的宣传有点过火!把一项尚处于从实验室转向开发生产的新技术当作已经成熟到可以广泛应用的技术来宣传,一定程度上是为了吸引眼球。

  清晰了解一项新技术的发展状况、精准把控新技术的市场走向、适时选择进入这一领域的时机是三个完全不同的概念,作为以盈利为目的的企业需要的是认真观察、冷静思考、准确判断柯尼卡美能达,决不人云亦云,一哄而起。

  什么是3D打印?

  3D打印是与印刷有关联但又完全不同于传统印刷的新领域 

  二年前,或许国人还很少听到3D打印这个专业词汇,因为作为增材制造的新工艺与工业经济时代常见的减材(切削)制造完全不同,它与计算机技术的发展紧密联系在一起。在3D打印成为社会热议的焦点前包装印刷,增材制造大都处在实验室科研阶段,即便有些许应用也仅在医学、航空等极为有限的领域,现在则开始渐渐地走向市场。
包装设计
  按专业人士介绍:所谓3D打印是一项融合了计算机软件、材料、机械、控制、网络信息等多学科知识的综合性系统性技术。从原理上讲,一般包括五个环节:产品三维建模,层片数据的生成与传输PS版,能束逐层扫描材料,材料熔化,材料的逐层叠加成型。根据采用工艺装备和材料的不同,3D打印技术又大致可以分为:粉末材料高能束烧结或熔化成形、丝状材料熔融沉积(FDM)、液态树脂固化成形、液体喷墨打印成形等几类。

  2013年12月由香港讯通展览公司首次在上海举办的“3D打印技术与未来” 国际高峰论坛上,北京航空航天大学王华明教授为会刊所做的题词是:“增材制造/3D打印:先进制造技术发展方向。”一位名叫Bart Van Der Schueren的海外副总裁的题词是:“3D打印是一项颠覆设计工业的新兴科技金属包装,它能够为客户量身定做绝对物有所值的产品。我们会看到在设计中不再会产生不必要的浪费,设计本身也存在无限和不受拘束的发展空间。这也就是3D打印为什么会成为现代工业新兴宠儿的原因。”这两段题词清晰地说明了3D打印技术的适用范围、工艺特长和应用于生产的意义。

  属于制造业的3D打印与印刷似乎毫不相干,因为印刷只是一项关于对图像和文字进行复制和逼真还原的应用性生产技术,在印刷的生产过程中也不涉及减材还是增材制造的问题。那本不存在交集的两者为什么现在走到一起去了呢?首先,这是因为3D打印在付诸生产前有着大量的数据处理工作字体,这同与计算机结合得最为紧密的印刷业有着相通之处。其次,因为生产需要,印刷较早地进入了这一数据处理领域,通过实践积累了一定经验。再则,在印刷业产能过剩、迫切需要转型升级的时候网屏,希望通过延伸产业链来解决现存问题,如此印刷就跨进了3D打印行列。必须指出的是,3D打印绝非仅有印刷能干,其他的关联行业同样可以也可能涉足。
特种印刷
  上述情况告诉我们,即便印刷进入3D打印行列化妆品包装,他们相对擅长的还只是在制作前的数据处理上,至于对打印材料的把握、不同材质间的生产工艺差异,他们还只是刚入门的新手。尽管已经有个别印刷企业引进了3D打印设备,但走向满负荷生产,期待通过打印为企业获得利润教育,都还有很长的路要走。对所有的印刷人来说,在现时或许更多的应该是了解这一新兴工艺,冷静观察它的成长而不是急于进入这一领域。

  3D打印将如何发展?

  3D打印发展的关键在于突破材料技术 

  初步了解了3D打印,那么它的市场走向将会如何呢?结论可能是:一方面通过市场运作让更多对象了解这门新工艺。另一方面,为了规模化的投入实际应用版式设计,需要加大对新材料的研究,惟如此才有可能降低应用成本,扩大应用领域。

  与数字印刷满足个性化定制一样,3D打印的最大优势也在于按需制造。从展览的3D打印产品看,因为一次打印成型教育,复杂的、相互咬合的齿轮打印完成后即可以啮合转动,原本需要通过极为繁杂的工艺才能完成的内部镂空产品,通过打印同样可以一次成型,工艺大大简化。但也因为其新,迄今为止的3D打印也还存在着一些不容小觑的不足。比如活动,通过堆积凝固(如树脂)或烧结(如金属)形成的产品其表面光洁度远不及传统切削工艺完成的产品;受工艺与材料的限制,有些产品的制造幅面还受到制约,产品的硬度或柔韧度远不如传统铸造或经过水压机反复揉压的金属件。
拼版
  从现有的报道看,3D打印在现时的应用主要还在科研领域,还在做各种尝试之中。比如说:3D打印已经有能力制造出房屋供水/润版,但正式用于建房显然打印的成本要远高于现有建筑工艺。英国的科研机构也已经采用打印技术完成了1.2米的钛金机翼部件打印,但要打印更大的部件目前尚无可能。现时产品宣传给我留下的概念似乎是:许多工作3D打印的方法能做,但远未到消费者就此表示愿意采用打印的方法去做,因为打印材料还远远没有跟上实际需要,打印产品还缺乏优秀的性价比。在展览中我们可以看到十分逼真的运动鞋印刷市场,但打印一双运动鞋的费用显然与传统工艺生产无法比拟,消费者还不至于会舍此及彼。就像现时的数字印刷产品一样,在其性价比不及传统胶版印刷之前,尽管能做很多工作但实际的市场占有依旧难与胶印抗衡,只能等待技术上的进一步创新网络出版,售价的降低,逐步的去蚕食市场。

  3D打印当然有着传统制造所不具备的优越性。通过打印为设计提供的产品小样,给设计者或用户以直观的感受,便于适度修改完善后正式批量投产。虽说打印的价格颇为昂贵,但与专门开模相比依然具有优势。再则金融危机,对像人体骨骼、牙齿等完全具有个性的产品,因为扫描采集数据能够更为精准匹配,采用3D打印成形的产品显然更为契合。根据高峰论坛上有关专业人士的介绍,即便3D打印至今还不能真正打印出可供实际使用的人体脏器,但利用打印成活的小型脏器做临床药物试验可以大大降低单纯依靠人体试验带来的高风险。
包装设计
  3D打印既然是增值制造媒体,那关键的就是数据采集与材料选择。伴随着计算机能力的不断提高,在数据采集上的障碍相对较小,而在材料上的障碍最为明显,因为无论是高能束烧结或熔化成形、丝状材料熔融沉积成形、液态树脂固化成形或液体喷墨打印成形最终牵涉到的都是材料。在现时,可供选择的材料还相对较少EFI,而且价格高昂,特别是我们国内基本上还依靠进口,这就进一步推高了增值制造的成本,所以材料的突破才是让3D打印真正进入应用市场的关键。关注3D打印技术的发展,说到底也就是要关注3D打印材料在技术上的不断突破。

  上述分析可以使我们意识到:3D打印虽说已经达到可以使用的阶段流程,让人们看到了3D打印的光明未来,也让人们看到数字技术正在改变传统制造业,但是希冀进入大规模应用还为时过早。印刷企业涉足进入这一领域除非已有相对稳定的业务量,否则是必亏无疑,充其量也只能算是个先行者。

  何时介入3D打印?

  应该等待3D打印技术的进一步成熟与材料供应的多样化 
出版印刷
  既然影响3D打印快速进入市场的根本原因是产品的性价比行业法规,而改变这一状况尚需要一段时间。因此,转型升级中的印刷企业现在贸然进入这一领域显然不合时机。 

  在2013年7月上海举办的国际印刷展上,作为全国印刷示范企业的上海印刷(集团)公司展示了他们引进的3D打印设备及使用该设备按原藏品1︰1打印的新疆龟兹洞窟内至今尚存的珍贵佛像,虽说打印后的产品惟妙惟肖,又经过该洞窟研究院工作人员对佛像表面的着色处理政策法规,十分逼真,也得到了来自全国各文物保护单位的高度评价,为今后的不可移动文物按实物样制造外出展览提供了经验。但制作单位告知,因为打印用的树脂粉采购于国外,以克论价模切烫印压痕,每克的售价要几十元,最终这样一尊1米左右佛像的制作成本要高达十来万。如此昂贵的制造费用,用于历史文物复制或许还可以接受,用于其他必不可少的科研项目也还有可能,但要大量应用于日常生产显然还不是时机。

  综上所述包装贸易,一段时间来有关3D打印的市场宣传在推广新技术上具有积极意义,但主张印刷企业现在就进入这一领域则有点操之过急,不光这块市场还有待培育,而且,只要制作材料依仗进口CTP在中国,高昂的产品价格就会让消费者望而怯步。所以,加强国内对3D打印材料的研究开发,努力增加3D打印产品的市场竞争力才是根本。即便是现在已经进入这一领域的印刷企业也别指望在短期内挣钱,应该通过有限的产品制作,积累更多的实际操作经验数字出版,为市场条件成熟后的盈利打下基础。
电子商务
  作为一名经营者,对新技术有着发自内心的热切关注是应该的;在了解的基础上把握这项技术的发展进度是应该采纳的积极态度;至于介入则需要认真分析市场状况,过早难以盈利,过迟可能市场分割完毕,准确选择介入这一领域的时间考验的是经营者的能力。至于3D打印在现时还是选择再观察一段时间才介入为宜。

潘晓东专栏

总访问量:192449 更新时间:2018-06-26 09:36:22

单位:上海印刷(集团)有限公司
职务:资深顾问
简介:1968年进入上海印刷物资供应站(后更名为上海出版印刷物资公司)工作,先后担任工会副主席、宣传教育科副科长、办公室主任等职;1983年任上海出版印刷物资公司党委副书记;1987年任上海出版印刷物资公司党委书记、副总经理;1994年任上海印刷(集团)有限公司纪委书记;1996年起任上海中华印刷厂厂长,改制后任总经理、党委书记。2002年潘晓东获工商管理硕士学位。2006年通过上海市职业能力考试院考核,获“国有公司董事”任职资格。2009年潘晓东同志退休后应聘担任上海印刷(集团)有限公司资深顾问。现为上海市政府采购咨询专家、上海市文化人才认证顾问、上海理工大学出版印刷学院兼职教授、上海市印刷行业协会副会长、《印刷经理人》、《中国印刷》杂志和《中国印刷年鉴》编委。
潘晓东同志2001年荣获“上海市优秀思想政治工作者”称号。2002年被上海市总工会授予“上海市心系职工好领导”称号。2004年被授予“全国百佳出版工作者” 称号。2006年荣获“上海市出版人奖”,同年,他还被评为“上海市精神文明建设优秀组织者”。

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