經(jīng)過近幾年的發(fā)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(guī)模也從少數(shù)幾家廠商成長至今已有數(shù)百家大小廠商參與其中，甚至成立專門展區(qū)。
而3D列印的應(yīng)用範(fàn)圍更遍及工業(yè)製造、醫(yī)療、汽車、航太、消費(fèi)等領(lǐng)域，並且延伸至教育，各國政府也紛紛提出3D列印投資發(fā)展計(jì)畫，例如美國總統(tǒng)歐巴馬喊出投入百億美元，開拓3D使用者，臺(tái)灣政府今年也計(jì)畫補(bǔ)助10億元在3D列印軟硬體研發(fā)與教育應(yīng)用。由3D列印所帶起的數(shù)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(yīng)用範(fàn)圍遍及各個(gè)領(lǐng)域，甚至在時(shí)裝也有不少設(shè)計(jì)師使用3D列印印製衣服。 |
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毫無疑問的，市場(chǎng)一致看好3D列印將會(huì)改變未來製造方式，歐巴馬所提倡的製造業(yè)回流，其中一部份就得仰賴3D列印的幫忙。3D列印實(shí)現(xiàn)了數(shù)位直接製造的可能性，讓即使非專業(yè)人士也能簡(jiǎn)單的自己製造產(chǎn)品，也讓大工廠變成小工廠，甚至小到家庭工廠。德州儀器臺(tái)灣區(qū)總經(jīng)理李原榮指出，當(dāng)有了3D列印、CNC、雷切等工具機(jī)，使用者可以去做少量多樣化的產(chǎn)品，而消費(fèi)者看到具備創(chuàng)意與差異化的產(chǎn)品，自然也願(yuàn)意用更高的價(jià)格去購買。
| 圖二 : 比起傳統(tǒng)的製造模式，數(shù)位直接製造其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以印製出傳統(tǒng)製造方式難以實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，增加設(shè)計(jì)上的可行性。 |
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比起傳統(tǒng)的製造模式，數(shù)位直接製造有許多的優(yōu)勢(shì)，例如小量客製化、降低前其生產(chǎn)成本、更好的庫存管理、材料浪費(fèi)量也更低，並且能更及時(shí)、快速的生產(chǎn)產(chǎn)品，加快產(chǎn)品開發(fā)時(shí)程，且可以印製出傳統(tǒng)製造方式難以實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)，增加設(shè)計(jì)上的可行性。
CloudDDM 打造未來工廠
在越來越多的企業(yè)引進(jìn)3D列印技術(shù)，也證明了其發(fā)展?jié)摿Γ虡I(yè)模式也逐漸成形。美國物流巨頭UPS Store已經(jīng)在去年宣布，在美國的100家UPS Store門市中加入3D列印的服務(wù)，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(jìn)新創(chuàng)企業(yè)CloudDDM的全自動(dòng)化製造設(shè)備，打造一座3D列印工廠。
| 圖三 : UPS Store在其全球物流中心內(nèi)引進(jìn)CloudDDM的3D印表機(jī)，打造一座3D列印工廠。 |
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CloudDDM是一間3D列印的新創(chuàng)公司，其公司名稱中的DDM就是意謂著數(shù)位直接製造，他們所謂的全自動(dòng)化製造設(shè)備就是3D印表機(jī)。在UPS Store裡的這座3D列印工廠中，CloudDDM將佈署100臺(tái)3D印表機(jī)，一周7天、每天24小時(shí)全天運(yùn)作，整間工廠只需要3名員工8小時(shí)輪班。
CloudDDM下訂單的方式也非常簡(jiǎn)單，客戶只需要使用自己的電腦、平板電腦等設(shè)備在CloudDDM的線上網(wǎng)站上傳產(chǎn)品的3D藍(lán)圖，選擇好材料、顏色、數(shù)量等列印細(xì)節(jié)，並且填好收貨地址及支付方式，就能完成一張訂單。CloudDDM創(chuàng)辦人之一Mitch Free表示，3D列印工廠可以生產(chǎn)少至1件，多達(dá)1000件的產(chǎn)品，不僅能將傳統(tǒng)製程所需一週的生產(chǎn)時(shí)間減少至24小時(shí)，同時(shí)還為客戶節(jié)省了50%的成本。
| 圖四 : CloudDDM主要的目標(biāo)客戶是需要快速、小量以及客製化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，並透過UPS Store的物流可以將產(chǎn)品快速送達(dá)至客戶手中。 |
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CloudDDM主要的目標(biāo)客戶是需要快速、小量以及客製化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，Mitch Free表示，這些客戶通常需要高品質(zhì)且結(jié)構(gòu)完整的零件，這是一般消費(fèi)型3D列印機(jī)比不上的。Mitch Free補(bǔ)充，目前在許多公司內(nèi)部都有3D印表機(jī)來列印粗糙的原型，但若要印製品質(zhì)更高的產(chǎn)品，通常會(huì)採用外包的方式，這也正是CloudDDM商機(jī)所在。而進(jìn)駐UPS Store的物流中心，讓CloudDDM的服務(wù)可以拓展至全球，且可以將產(chǎn)品快速送達(dá)至客戶手中。
CloudDDM並不是唯一一間提供3D列印服務(wù)的公司，不少科技大廠也早已意識(shí)到3D列印的發(fā)展?jié)摿Γ丛鐏丫质袌?chǎng)，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(dá)兩百種的產(chǎn)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(gè)人化商品，從材質(zhì)、顏色、尺寸、設(shè)計(jì)風(fēng)格等。
亞馬遜此舉也意味著世界最大的零售商認(rèn)可數(shù)位直接製造將會(huì)改變未來產(chǎn)品製造以及設(shè)計(jì)模式，透過3D列印，使得一次性或者小量生產(chǎn)的產(chǎn)品更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
平價(jià)化3D印表機(jī) 掀起製造革命
而根據(jù)材料及製造方式的不同，3D列印也分成多中不同的技術(shù)，如SLS、SLA、FDM等，這些不同的技術(shù)也各有不同的公司擁護(hù)，並且也各有不同適合的應(yīng)用領(lǐng)域。就目前來看，在消費(fèi)型機(jī)種中，以FDM最為普遍，在多家3D列印大廠不斷努力之下，價(jià)格也已下降到較為大眾所能接受。
不過，隨著SLA相關(guān)專利近年來陸續(xù)到期，光電協(xié)進(jìn)會(huì)產(chǎn)業(yè)研究組產(chǎn)業(yè)分析師林建翰指出，光固化的3D印表機(jī)價(jià)格將會(huì)開始下降，且逐漸接近FDM，這將為3D列印帶來更多元化的應(yīng)用。相較於FDM，光固化技術(shù)不僅精細(xì)度較高，且印製出來的成品也較為堅(jiān)固，因此能夠用於精密機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、醫(yī)療應(yīng)用(如齒模)、珠寶設(shè)計(jì)、造型藝術(shù)、教育學(xué)術(shù)等專業(yè)市場(chǎng)。
| 圖五 : 目前有不少團(tuán)隊(duì)致力於研發(fā)平價(jià)化的金屬3D印表機(jī)。 |
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在金屬材料的部份，比起FDM或光固化技術(shù)，在精確度上提高了不少，應(yīng)用範(fàn)圍也更廣泛。只是金屬成品的3D印表機(jī)價(jià)格動(dòng)輒數(shù)千萬，是一般中小型企業(yè)或個(gè)人難以負(fù)擔(dān)的起的價(jià)格。不過這樣的情況也正在改變中，已有一些研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始研發(fā)平價(jià)化的金屬3D印表機(jī)，例如日前曾在Kickstarter募資的澳洲新創(chuàng)公司Aurora Labs，計(jì)劃推出售價(jià)約為4000美元的金屬3D印表機(jī)，其目標(biāo)就是要將金屬3D印表機(jī)推向消費(fèi)性市場(chǎng)(後來因缺少產(chǎn)品原型及量產(chǎn)可行性低而取消及資計(jì)劃)。
除此之外，密西根科技大學(xué)Pearce Research Group也在日前啟動(dòng)了開源金屬3D列印機(jī)的研發(fā)計(jì)劃。研發(fā)團(tuán)隊(duì)希望能將金屬印製的成本降低至2000美元以下，藉此幫助農(nóng)民(特別是在發(fā)展中國家)生產(chǎn)一些低成本的農(nóng)具。Pearce團(tuán)隊(duì)指出，開源的3D印表機(jī)可以幫助農(nóng)民以較低的價(jià)格取得必需的工具，且這臺(tái)3D印表機(jī)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(wěn)定電力的人也可以使用3D印表機(jī)。
轉(zhuǎn)型軟硬整合 3D列印廠挖掘新商機(jī)
隨著3D印表機(jī)的價(jià)格不斷下降，並且從列印裝飾性元件進(jìn)步到可列印功能元件，都為3D印表機(jī)帶來非常大的突破，尤其當(dāng)功能性元件可被印製出來，其影響將會(huì)非常可觀。不過就現(xiàn)階段而言，3D列印雖然已能夠?qū)崿F(xiàn)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(jī)以能夠用來印製功能性元件。 |
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對(duì)於一般使用者來說，使用3D印表機(jī)一大瓶頸是圖檔來源不足，相較於2D印表機(jī)，3D建模更為困難，且步驟繁複。除此之外，XYZprinting市場(chǎng)開發(fā)處資深經(jīng)理舒家誠指出，包含印製產(chǎn)品的速度以及精確度也都是目前3D列印還難以大規(guī)模普及於市場(chǎng)的原因之一。
對(duì)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(qū)事業(yè)發(fā)展經(jīng)理陳立閔指出，未來3D列印獲利的最大來源將不再是機(jī)器本身或耗材，而是圖檔資料庫。用戶可自圖檔資料庫當(dāng)中得到高品質(zhì)、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(zhuǎn)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(jī)逐漸走入消費(fèi)市場(chǎng)，勢(shì)必將帶來更多元化的製造方式，帶來新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、製造模式，改變現(xiàn)有的製造業(yè)生態(tài)體系，由3D列印所產(chǎn)生的新創(chuàng)商業(yè)模式才正要開始。
