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台湾该如何打造DDM优势
复合设备、软件与材料是关键

【作者: 姚嘉洋】2014年05月05日 星期一

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从去年起,「3D打印」这个名词就成了媒体宠儿,在不断地报导下,大家都已耳熟能详。各大展会(包括今年的CES)都将3D打印设为专区,不难想象全球对于该技术的重视有多高。


事实上,诸多媒体针对3D打印的报导不外乎是掌握其硬件商机或是可以发挥更多的硬件设计上的创意等内容,但细观来看,究竟3D打印能为对台湾的产业界带来哪些益处,台湾的业者们的心态或是思维又该如何调整,这些应该是台湾整体产业必须思考的核心问题才是。


3D打印与DDM的差异

在讨论3D打印之前,我们必须简单认识一下DDM(Direct Digital Manufature;直接数字制造)的定义。工研院积层制造与雷射应用中心总监曾文鹏直言,数字制造不见得可以与3D打印划上等号。原因在于,数字制造必须透过网络基础建设,再整合软件、材料甚至机器人等要件来进行产品生产,像是台积电旗下的晶圆厂便是例子之一,该公司接受来自全球各地客户的订单,但却是由台湾当地的晶圆厂进行量产。


至于DDM,可说是数字制造再加上先进的3D打印程序,最常见的是金属积层制造(Additive Manufacturing;AM)技术。换言之,DDM本身便与我们所熟知的「3D打印快速原型制造」有一定程度的差距,理由在于前者做出的产品已可是完成品,也就是可以导入市场使用和销售。


3D打印并非取代 而是「互补」

那么,台湾的产业界对于3D打印究竟该用何种心态来看待,或是该采取何种作法。曾文鹏的看法或许可以作为台湾产业界的参考:「若只看积层制造,你的看法会被局限,如果把传统CNC的减法理论,再配合拥有加法理论的积层制造,可以产生很大的想象空间。」


曾文鹏进一步谈到,台湾若要发展3D打印,必须进一步思考是要基于何种基础下来进行发展。以工具机领域的CNC来说,台湾在全球占有重要地位,从这一点切入去结合3D打印的发展,会有更坚实的利基点。


曾文鹏会有这样的见解,有其支持论点。3D打印与CNC之间的差异便在于,前者可以完成CNC无法完成的复杂设计,让许多极具创意的结构设计能够快速实现。但前者所花费的时间太长,无法有效率的大量量产,再者,3D打印本身也有精细度的问题需要克服。


这些缺点,恰巧就是CNC能够发挥所长的地方。所以两者若能彼此截长补短,确实大有可为。实现上,就他的观察,台湾的确有少数厂商看到了这种作法的可能性。只不过,这些业者们大多都是在私底下进行布局,鲜少会有业者主动跳出来谈3D打印这件事。



图一
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综观台湾环境 代工还是不得不为的选项

实威国际副总经理彭圣介则是用另一个角度来看待台湾投入3D打印的发展。


「台湾是否真能发展3D打印?从台湾整个大环境来观察,或许可以窥见一二。」彭圣介说。


他认为,以美国市场来说,3D打印之所以会跑得比我们前面,理由在于美国教育理念相对开放,所谓的「车库文化」远比台湾来得兴盛,自然可以衍生出不少的创意或是创业人才。而3D打印本身就具备了强烈的创意色彩,台湾想切入这块市场大饼,恐怕第一步还是从代工开始作起。不过长期来说,从教育下手才能让3D打印的发展更加健全。


就代工来说,台湾在硬件制造已经有一定的实力存在,剩下的问题在于品牌大厂是否愿意投入,以及能否掌握关键零组件并面对专利方面的挑战而已。彭圣介分析,即便产业界对于新金宝集团旗下的三纬国际(XYZprinting)所推出的平价3D打印机有不同的声音,但率先抢进市场占有一席之地,未尝不是一个取得滩头堡的战略,除了发展自有品牌,亦展现了自己的制造能力,一旦像是惠普这样的国际大厂愿意投入此一市场,那么新金宝有可能取得惠普的代工订单。


Gartner研究总监Pete Basiliere也补充说明指出,三纬国际的确是一个很好的例子,该公司利用自已的核心竞争力、经验、专业、分散发制造与销售管道,针对一般消费者推出3D打印机,假设消费者与企业对3D打印的兴趣持续快速升高,三纬甚至可转型做3D打印服务,针对个别市场接受订制生产3D打印对象。由于台湾制造业者的强项在于设立生产线,有条件在兼顾成本效益下来制造少量对象,而且还有获利空间。



图二
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除了代工 台湾应有更深入的省思

但是,彭圣介也强调,3D打印并非是万能的技术,「我们应该思考的是,要用3D打印来解决什么问题?」而非仅仅把思维停留在代工上。他举例指出,台湾已经有业者采用3D打印进行客制化公仔设计,打破过往仅有平面相片冲洗的概念,用这种产品来塑造一种「亲和的氛围」,以吸引顾客上门。从这个例子其实不难想见,3D打印的精细度与质量已经具备一定的水平,台湾若能投入这种文创产业,后续发展值得期待。


此外,台湾虽然具备硬设备制造的能力,但也仅限于FDM机种,原因当然是因为部分关键专利都已经逐渐到期,台湾可以相对不受专利影响,进行设备量产。


「不过,像是软件与材料的部份,也是目前台湾相对欠缺的地方。」彭圣介说。


他进一步指出,目前3D打印在材料方面仍然相对有限,若能从材料端着手,开发出更多可用的材料,以台湾的硬件制造能力来说,配合开发出对应的硬设备应不是太大的问题。


其次,初期的扫描、因应重力而衍生的材料支撑能力、成品表面、逆向工程等,这些通通都是软件所涵盖的面向,也是台湾所欠缺的。台湾必须更加深入思考软件层面或是更高附加价值(如金属材质)的课题,才是出路。


彭圣介也提醒,台湾也可以注意标准规范等相关问题,目前3D打印市场仍未成形,其中有一部份的原因在于市场并没有统一的标准在,一旦标准成形,市场就有机会快速成长。


曾文鹏则是用另一种角度切入指出,该从应用面来思考,哪些地方是3D打印可以派上用场的,这些都是市场在所,由此再反推至材料与设备的研发,才可以与应用端的需求紧密结合。但他也提醒,不论是材料或设备都是需要长期投入的领域,但若能找到切入点,就会相对容易。


Pete Basiliere也同意彭圣介的说法,就制作软件(Creation Software)本身,在企业端与消费者领域,已经有Autodesk与Dassault等业者的投入,但台湾业者还是有机会,特别是在消费者市场。他进一步指出,台湾的制造业者们其实都必须立即投资3D打印技术,至少也必须成立实验室,看看自已能如何使用3D打印来获利,甚至为消费者推出新产品。同时也必须评估,究竟是要自行购买3D打印设备,还是要委请服务商在保密状态下,根据所提供的档案,利用3D打印设备进行生产。


结论

台湾的硬件产业大多被所谓的「规模经济」所局限,从内存、面板、智能型手机或是PC等都在大量生产的前提下去压低制造成本,并换取利润。但是3D打印背后所代表的是「少量多样」或是「大量客制化」的不同思维,对台湾产业来说,的确是一种冲击。


然而,如果台湾业者对于DDM乃至于3D打印,都未能有深入且广泛的了解,而仅仅只是提供打印设备,最后还是停留在生产硬件的思维上,走不出「代工」,台湾也许无法搭上第三波工业革命的热潮,所谓的「产业转型」也不过只是空谈。


期许未来,台湾科技产业能用革命的心情来看3D打印,毕竟,这是一条不得不走的路。



图三
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