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      3D打印會給城市生活帶來怎樣的改變

      作者:  來源:  更新時間:2022-02-18 15:11:06  點擊次數:

        1、3D打印的變革性力量

        2014年9月15日,世界上第一輛3D打印汽車面世。這輛汽車名為StraTI,是美國亞利桑那州Local Motors公司通過3D打印技術在為期6天的2014年國際制造技術展覽會上制造的,打印零部件 和組裝共花費44個小時,遠小于傳統汽車制造所花費的時間。它僅僅只有40個零部件,整體看來外形優美,極具魅力,StraTI的最高時速可達56公里,電池可支持其跑200公里左右。


        3D打印近兩年正在快速映入人們的眼簾,應用越來越廣泛,不僅僅是工業產品,航天航空等軍工產業也開始用3D打印生產零部件,甚至在火星上的NASA自主探測機器人也配備有一臺3D打印機,實現超遠程生產制造修補能力。除了上述高端精準級別的3D打印機之外,民用3D打印機也開始深入我們的日常生活。本人就曾經有幸在學校用3D打印機打印了一個建筑模型,雖然很簡單也很粗糙,甚至還有打印出黏滯在上面的材料殘渣,但是看到自己設計的成果就這樣一點一點地被“打印”出來,感覺實在是難以名狀。當時就覺得3D打印技術絕對將會和互聯網的出現一樣,深深改變我們的生活。


        不過,簡單的技術原理卻蘊含著無與倫比的創造力,它摒棄了傳統制造業中笨重、繁瑣的模具、車床、鉆頭等等工具,不需要工廠和工人的裝配,只需要輸入藍圖,就可以一次成型,簡單靈活。如今已經出現了3D打印的建筑,3D打印的食物,3D打印的器官……我們有足夠的理由預見在不遠的未來,3D打印最終會變得優質廉價,無所不在。3D打印技術在未來將會得到空前巨大的發展和利用,技術水平得以完善,其所生產出的產品可以傳統制造出的產品相媲美,覆蓋到人們生活的方方面面。


        毫無疑問,如此巨大的變革將會對城市空間結構產生翻天覆地的變化。我們縱觀歷史可以發現,每一次技術革新都會帶來城市自身的變革。農業的出現,城市得以誕生。工業的發展,城市得以擴張。如今到了新的一輪技術革新,數字化、智能化的革新,城市又將會面臨怎樣的變化呢?


        2、3D打印更快更好更便宜

        從根本上來說,城市的每一項變革,其背后的動力根源都是人類的需求。人類需求的變化自然而然會帶來城市空間的變化,這和人類改變自然環境適應自身發展道理是一樣的。人類需要提高生產技術,改善生活水平,在這種需求下,人們的生產生活方式都發生變化,新的技術得以運用,新的生產方式得以組織。于是我們不禁要問,第三次產業革命,3D打印技術的出現,人類會產生怎樣的需求?社會的關系結構又會有什么變化?只有搞清楚了這點,預測城市空間的變化才是有跡可循的。


        對此,本人認為,需求的變化無非從三個方向出發:更快、更好、更便宜! 當今制造業多是通過工廠和生產線大規模生產同樣的商品獲得利潤。這種大規模生產方式之所以較傳統手工業有利可圖,核心在于規模經濟這一條基本規律。在規模經濟的作用下,企業降低了生產產品的成本,如此既降低了產品的價格,也擴大了利潤的空間。但是,這一切都是以犧牲產品的多樣性為代價的。


        為了獲取規模經濟收益,企業在改變產品設計的時候必須慎之又慎,每一次小小的升級或變化都可能導致慘痛的代價。從這個意義上來說,大規模生產的產品遠不夠好。相比起來,這一點傳統的手工生產方式要好得多。不需要考慮規模經濟效益,工匠可以盡情地嘗試,所損失的無非只是一份材料費,而且可以很快地改善自己的設計,避免了大規模錯誤引起的損失。


        那么,有沒有可能將兩者結合,真正地做到更快、更好、更便宜?答案是有的,3D打印技術的出現為融合兩者提供了一種新的方式。3D打印可以一次性成型,減少了零件組裝的時間成本,而且不需要長距離運輸,也減少了運輸的時間成本,故而可以更快!3D打印不需要提前設計好的生產線,它有著良好的兼容性,可以生產任何形態的產品,人們可以自由打印最佳的定制化產品,故而可以更好!3D打印采用的是增材技術,不需要對材料切割,對材料的損耗達到了最小,更靈敏的生產方式也極大地降低了開發成本,故而可以更便宜!


        3、3D打印技術帶來的變化

        3D打印出的單個產品生產成本與大規模生產的單個產品成本差別減小將會顛覆傳統的規模經濟理論。大規模產品生產優勢的削弱將會使得中小企業甚至個體企業變得更加有競爭力,這樣集約化的生產模式將會向分散式的生產模式發展。大規模的工業廠房將不復存在,代替的是分散各處的3D打印生產線。不僅如此,3D打印技術解放了人的創造力和想象力,使得新的經濟商業模式成為可能。


        一臺計算機和一臺打印機就可以完成商品的制造,生產成本極大地降低,任何人都可以成為生產者。知識經濟不再只是一句空話,伴隨著互聯網的發展完善,人們可以在任何地點生產商品,知識可以快速地轉化為實體,從而獲得價值。 宏觀的來講,3D打印會從三個方面對我們的生產生活帶來巨大變化。


        3.1.生產方式的變革——大規模生產轉向個性化定制


        現在的生產方式是大規模標準化、用機器生產的方式;新的生產方式,是以互聯網為支撐的智能化大規模定制的方式。信息技術的飛躍使得大量的物質流可以轉化為信息流,相比較物質流,信息流更容易被加工、分享、重組。一項產品既可以從頭設計,也可以采用別人設計好的成果,相應的組裝搭配只需要在計算機中完成。人們在家中就可以通過相應的軟件,自己組裝出想要的成品。


        3.2.生產組織方式的變革——分散生產,就地銷售


        我們現在的生產組織方式是“集中生產、全球分銷”,先要蓋廠房,從全世界采集原料,生產后再運送到各地銷售,運輸成本高,交易成本大,浪費資源嚴重。而新的生產組織方式則不一樣,它采用的是“分散生產,就地銷售”,只需要一臺3D打印就能完成大規模廠房所完成的事情。


        3.3.生活方式的變革——消費即是生產,個性化消費


        3D打印的生產速度遠較傳統生產速度快得多,由于省略了組裝時間和運輸時間,極大地減少了生產的時間成本,從圖紙到成品可能只需要不到幾個小時。換句話說也就是當人們有了消費的需要,就能立即生產滿足這種需要,消費即是生產。更突出的特點還表現在,3D打印避免了大規模生產線的缺點,提供試錯機會,新產品的研發也更加迅速可靠,個性化的定制消費將成為主流。


        4、3D打印引發城市空間的變革

        從3D打印的技術流程上看,直接影響的空間會有設計空間、裝配空間以及打印空間。把它們對應到城市中來就是辦公空間、制造空間、物流空間和居住空間。


        4.1.辦公空間的變化


        3D打印創新力的核心源自于人們的腦袋。如何有效地組織人們的想法,激發創造力的產生將會是未來城市辦公空間變化的主題之一。辦公空間將會和傳統的生產空間分離,相應的得以純化,專注于信息的獲取、處理、分享等等。未來的辦公空間更像是一個交流場所,通過良好環境氛圍的營造,促進人們相互溝通,相互分享,在不斷碰撞的思想火花中很有可能就會出現很棒的IDEA。


        除此之外,辦公空間也將會趨于多樣化?;ヂ摼W的快速發展,無線網絡的全面覆蓋,人們可以用云端技術隨時隨地處理各類文檔、文件,也由此工作場所的自由性得以巨大發展。眾多中小企業完全可以省下租賃辦公場地的費用,用一種更加靈活多變的方式將員工聯系在一起。人們在咖啡廳、茶館、圖書室等等各種各樣的場所中辦公,即時上傳資料于云端,共享給同一個項目組的成員。項目負責人通過相應的管理平臺也可輕易掌握小組成員的進度狀況。


        4.2.制造空間的變化


        規模效應的減弱使得大工廠式生產模式競爭力減弱,由此會帶來城市工業區的破碎重組。大規模的工業用地將不復存在,取而代之的是生產空間和城市內部活動的深度融合。未來可能一家餐館就是生產用地,3D打印出的食物可以迅速供給消費者;一家汽車銷售店也可能是生產用地,3D打印的汽車就直接在購買者眼中直接完成。


        不僅如此,未來的生產模式將和互聯網緊密結合起來,代替大規模生產的將極有可能是小規模、節點化的云制造模式。舉個例子來說,如果你今晚就需要定制一輛小汽車,云制造將會是一個極好的解決方案。云制造會根據定制部件打印任務自動匹配數千家公司,這些公司生產完部件之后直接運送到家門口。當你第二天早上醒來時,門口已經擺放著由眾多零件生產的定制小汽車。云制造有效地整合了分散化的產業空間,并極大地提升了整體效能。如此可見,未來的制造空間將會無處不在,甚至從更極端的角度來說,便攜式打印機將會使每個人都具備生產能力,制造擺脫了空間的限制。


        4.3.物流空間的變化


        和大規模工業區的消亡一樣,城市中的倉儲用地也會面臨破碎重組的情形。人們不需要對商品進行大規模存儲,因為所有的生產都是定制化的、實時的。新型的生產方式對物流業提出了新的要求,更快的反應速度,更安全的配送方式,更深入的服務范圍。就好像人體的血液一樣,不論是原材料還是打印成品,一切都在路上。對于未來物流而言,只有控制端、終端和不斷運作的交通流??刂贫撕娃k公空間緊密結合,從整體上掌控所有貨物的實時信息,并能及時反饋及時調整。終端將會和居住空間緊密結合,形成一個多功能的社區中心,并提供良好的用戶體驗。高效的物流和云制造模式將會整合全球的制造能力,并快速地送往全球任何一個消費者的手中。


        4.4.居住空間的變化


        3D打印技術的出現將會再次促進生產和生活的融合。3D打印對場地的負面效應很低,占地面積也不大,因而從根本上具備了融合的可能。不僅如此,3D打印需要靠近消費者,讓消費者隨打隨取,也進一步促進了兩者的融合。


        在住房層面,3D打印式的建筑給人們提供了個性化的居住體驗。人們可以真正意義上做居住環境的創造者,每一扇門、每一扇窗甚至每一個桌角,都可以按照想象中的場景來安排。同時,家用3D打印機也將會進入每家每戶,使得隨時添加家具成為可能。比如說,你在網上看到有個杯子的設計非常不錯,那么就只需要在網上支付相應的設計專利費,就能迅速打印出你想要的那個杯子,十分方便。


        在社區層面,未來3D打印機將很有可能融合交通樞紐、配送站點、商業中心成為社區中心的重要組成部分。人們在網上購買設計圖紙或者自己設計產品,上傳給在線3D打印服務中心。3D打印服務中心取得訂單,安排打印機進行生產,生產完畢之后就可以迅速運送給用戶。除了生產功能之外,3D打印機還可以像蘋果體驗店一樣,將最新具有創造力的作品進行展出,成為一種體驗式的展覽館,增加了文化服務的功能。







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