给我一台打印机,我可以打印一个世界

给我一台打印机,我可以打印一个世界
2017年10月10日 20:05 唐三板

文/长流水

3D打印风起云涌

一台打印机可以给我们带来什么?是一页文件、一张彩色照片还是你想象得到的各种物品。2012年4月,英国《经济学人》刊文认为,3D打印技术是第三次工业革命最具标志性的生产工具,该技术与其他数字化生产模式结合,将会推动第三次工业革命的实现。

3D打印成品的实现,是先在计算机上设计好CAD三维模型,然后3D打印机将材料逐层叠加,最终生成产品。3D打印技术具有按需制造、减少废弃副产品、材料多种组合、精确实体复制、便携制造等多种优势。这些优势可以降低约50%制造费用,缩短加工周期70%,实现设计制造一体化和复杂制造。目前3D打印技术已广泛应用于国防军工、航空航天、船舶汽车等工业领域,在建筑行业、医疗卫生、人偶玩具、服装服饰、食品加工等民用级行业则迎头赶上。

自上世纪80年代以来,曾以产业多元化为重要特征的西方大型企业日益注重“聚焦经营”,即依靠产业深耕缩短学习曲线;取得规模经济效益;夯实核心竞争力等等。久而久之,一个盛行的理念便成为:多元化意味着危险,因为其复杂性和难以控制的规模会削弱企业取得运营协同效应;企业最好聚焦在某一个行业或若干有关联的相邻行业经营业务。

而在今年3月,由麻省理工学院出版的《斯隆管理评论》上发表的“聚焦的终结:制造业趋向以范围经济取代规模经济之潮流”的论文中,D’Aveni教授指出:借助大数据分析技术、云处理释放的移动性、机器学习、以及3D打印工具等结合优势,传统的大企业集团将迭代出一个线条流畅的全新版本,我们称之为“泛行业型企业”。

技术及行业发展

3D打印技术起源于19世纪末美国研究的照相雕塑和地貌成型技术。1984至1989年的五年时间里,3D打印最核心的4个专利技术SLA、SLS、FDM、3DP相继问世,行业由此步入初步发展期。1996至2006年,3D打印经历了快速发展,专注特定领域的新进公司相继涌现,SLA和SLS技术开始应用于汽车、齿科、航空等行业。2007年开始,3D打印行业进入高速成长阶段,FDM专利到期等因素,推动了桌面级3D打印市场快速发展,老牌设备厂商开始并购同行业公司开展打印服务。2013年以后,我国3D打印上升到国家战略层面。

据Wohlers Associates出版的《Wohlers Report 2017》,2016年全球3D打印产值约60.63亿美元,同比增长17.4%,相比2015年的25.98%的增速有所下降,主要的原因是3D打印领域内的前两大巨头(3D Systems和Stratasys)的收入略微衰退所致。如果不考虑两巨头,那2016年全球3D打印产值将是同比增长24.9%。此外,全球近3年的3D打印产值复合增速约25.46%。

2017年7月出版的《3D Printing Market - Global Forecast to 2023》中测算,全球3D打印产值预计到2023年将达到327.8亿美元,在2017-2023年间的复合增速约25.76%。其中,3D桌面打印机的市场空降增速预计高于行业的平均预期增速,成为一大亮点,主要是得益于产品创新、定制化、以及材料成本的下降,使得业务爱好者和专业人士都能用桌面级打印机去开发功能件,未来的增速有望高于行业平均。

全球个人3D打印设备自2012 年以来进入高速增长期,2015年销量已达27.8万台,同比增长99%。由于实惠的价格以及产品的易用性,消费级3D打印机近年来在一些专业级领域,如工程设计、建筑公司等下游中均找到了其相应的应用,也在一定程度上助推了消费级打印机销售的强劲增长。

艾媒咨询《2015中国3D打印市场研究报告》中预测,国内3D打印的产值在2018年有望达到200亿元,复合增速约43.32%;益普索(Ipsos)《2015中国3D打印行业机遇报告》中预测,国内2018年3D打印的市场产值预计将达93亿元,在2013-2018年之间的复合增速约32.14%。而从国内3D 打印市场过去3年的发展来看,笔者预计合理增长空间可估计为30-35%。

上市及挂牌3D打印企业概览

3D打印概念自2014年开始在A股市场全面刮起,根据CHOICE数据库对企业2017年半年业绩统计,涉3D打印概念的22家主板上市公司平均市盈率108倍,中位数57倍;三板挂牌公司涉3D打印概念公司19家,平均市盈率616倍,中位数26倍。

其中主板上市公司主营业务多数并非以3D打印技术或是3D打印设备材料为主,而三板挂牌公司更多的是围绕3D打印技术经营发展,所以亏损企业比例高达30%以上,从侧面折射出3D打印行业尚未成熟。

新三板挂牌公司以3D打印技术为核心的企业2016年度净利润有4家为负,3家利润破千万,相比2015年度净利润6家为负,6家利润破千万,各有优劣。其中三分之二的企业2016年度实现净利润同比正增长,但合计净利润却较2015年下降2044万,由此可见3D打印科技企业整体持续盈利能力不明朗。

核心优势明显,适用领域广泛

国内已有多家牙齿工厂如深圳康泰健、北京联袂、迈尔医疗、现代牙科等众多家企业已配备3D打印的设备,开始率先布局数字化义齿加工领域。

3D打印设备在2015年前基本以进口的设备为主,单台价格在400万元~900万元之间,价格昂贵,但在16年以后,以易加三维为代表的国产用于义齿加工的3D金属打印设备开始投入市场,使得设备的单价下降至100万元/台左右,对于义齿工厂而言成本已大大降低,摊销在每个义齿上的折旧成本也显著减少。综合对比3D打印在牙科、骨科、组织器官、医疗辅助件等医疗领域的应用,牙科是目前最接近规模化应用、且在近期内市场发展潜力十分可观的3D打印医疗领域。

航空航天装备关键零部件的外形和内部结构通常较为复杂,铸造、锻造等传统制造工艺难以精准加工,而3D打印的加工过程则不受零件复杂程度所限,且还能打印出复杂的空间结构,帮助零部件实现轻量化;

此外,航空航天装备对材料的性能和成分要求十分严苛,3D打印技术可以轻松地加工高熔点、高硬度的高温合金、钛合金等难加工材料,且3D打印加工属于增材制造,与传统减材制造的工艺不同,过程中对材料的利用相对充分,可以显著降低制造成本;另外,3D打印成型后的近件已十分接近成品要求,不需或仅需少量后续加工,可有效缩短零部件生产周期,满足航空航天产品的快速响应需求。

在教育领域,受到美国教育体系中大规模推广3D打印课程的影响,英国、法国、德国、以色列、印度等国家也开始在教育系统中推广3D打印课程,而这类科技教育学科在以色列、德国等国家已做得十分不错。在美国的高等院校,麻省理工学院、哈佛大学、伊利诺伊大学、康奈尔大学等众多高等院校都有其自己的3D打印中心,并与美国国防部、波音公司等政府机构和企业共同研发,实现“产、学、研”的结合。

下游市场开拓举步维艰

3D打印未来的发展方向——分布式制造形态已经逐渐浮现。与之匹配的泛行业型企业在外表上看来与传统大企业集团无异,但在运作方式上本质迥然不同。它将由一个软件平台作为中枢来驱动,在整个产品线范围来进行从产品开发到交付的全过程推动,泛行业型企业针对的则是实体产品和制造商生态群。

但泛行业型企业的一个天生“短板”是它可能注定就没有特定的客户。所以,与客户建立起亲密关系或成为弱项。相反,他们所能做的,却是将客户导向其目标市场、帮助客户与市场之间构建起紧密的关系。

To C市场从线下体验店开始,由孩子们玩的卡通玩具,到家长偏好的个性化DIY手机壳,看似抓住了消费者的需求痛点,但消费者短暂的好奇心一过,设备只能在体验馆里“高冷”的展示着,3D打印在现实中并没有找到切实盈利点。包括充电宝外壳、手表外壳、剃须刀外壳等等,3D打印的创客们尝试接了很多商业打样的单子,但最后都是因为精度不足而失败。

在To B的进程中,个人创业者是毫无优势的,一是桌面级设备难以满足工业级模型的精度要求;二是工业级设备的价格太高,他们无力承担。即便是通过与实力厂商合作(租赁),其建模打样的价格依旧难以显现3D打印应有的“性价比”。

例如某一小型3D打印公司,在与珠宝商深度沟通后,经过一番调整和优化,他们采用STL文件输出打印,然而在第一次打印的时候,他们就发现,精度并不足。对于玩具手办来说已经很高的精度,却在戒指上出现短板。因为在对戒指进行“打印”的过程中,由于喷嘴、耗材等因素,精度偏差比较大,导致打印出来的戒指无法符合客户要求。

令他们团队没想到的是,他们想要改进的设备完全超出了承受范围,一台分辨率在60微米的工业级3D打印机,价格普遍在几十万,部分进口设备甚至超出了百万。测试、安装、运输、维护等费用更难以想象。而花费2万块才能达到珠宝商的精度要求,却无法符合经济性的原则,本身本末倒置的模式也让3D打印企业To B走的极度困难。

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