Melba Kurman, kirjoittaja ja Hod Lipson, Cornellin yliopiston apulaisprofessori mekaanisessa ja ilmailualan tekniikassa, ovat "Valmistus: 3D-tulostuksen uusi maailma"(John Wiley & Sons, 2013) ja johtavia ääniä 3D-tulostuksen alalla. He kirjoittivat tämän artikkelin LiveSciencen Asiantuntijaäänet: Op-Ed & Insightsosana uutta LiveScience-sarjaa, joka tuo esiin 3D-tulostustekniikan kysymyksiä ja kehitystä.
Yhdysvaltoihin ja Eurooppaan verrattuna Kiina on edennyt hitaasti 3D-tulostajana. Mutta se muuttuu nopeasti.
Äskettäisessä kirjakierroksella Kiinaan todistamme omakohtaisesti, kuinka 3D-tulostus (lausutaan "san D da eeng" kiinaksi) sytyttää ihmisten mielikuvitusta. Äskettäin kiinalaiset astronautit istuivat 3D-painettuihin paikkoihin historiallisella avaruuslennollaan. Jokainen painettu istuin oli räätälöity erityisesti kyseisen astronautin ainutlaatuisen koon ja muodon mukaan. Teollisuuden rintamalla Kiina asuu nyt seitsemälle 3D-tulostimen valmistajalle, mukaan lukien kuluttajatason malli nimeltään UP !. Ja Yhdysvalloissa sijaitseva Stratasys (maailman suurin 3D-tulostimien yritys) työllistää Hongkongin toimistossaan noin 150 työntekijää ja aikoo avata toimiston Pekingissä.
Kaikki Kiinassa eivät ole tarttuneet 3D-tulostustekniikan mahdollisuuksiin. Terry Gou, Foxconnin korkean profiilin puheenjohtaja, on ollut selkeä skeptikko ajatuksesta, että 3D-tulostus laukaisee uuden teollisen vallankumouksen. Gou loi mediavärinän äskettäin, kun hän kertoi toimittajille, että "3D-tulostus on temppu. Jos se todella on niin hyvää, kirjoitan sukunimelleni" Gou "taaksepäin." Kiinalaisessa kulttuurissa sukunimen oikeinkirjoituksen järjestäminen on rohkea lausunto.
Gou esittää pätevän huomautuksen. Kiinan 3D-tulostusteollisuus ei korvaa tehtaita ja massatuotantoa. Itse asiassa, jos joku epäilee, että massavalmistus on täällä pysyäkseen, heidän on vain tarkkailtava toimivia robotteja.
Pekingissä vaeltelimme valmistusteollisuuden näyttelyyn aivan 3D-tulostuksen konferenssin vieressä. Gou olisi nauttinut huipputeknisten, robottien, nopeaan massavalmistuskoneiden demoista. Muutaman jaardin päässä seuraavasta teollisesta vallankumouksesta ja 3D-tulostamisesta puhuvien asiantuntijoiden kokouksesta seurasimme messukerroksessa teollisuusrobotteja hakemaan, sijoittamaan ja koottamaan osia niin nopeasti, että verrattuna ihmistyöntekijä vaikuttaa hidasta - puhumattakaan vielä hitaammin liikkuva 3D-tulostin. (Katso videoleikkeet.)
Lyhyellä aikavälillä 3D-tulostaminen ei tee kolhtaa Kiinan massatuotantoimperiumiin. Kiinassa, kuten Yhdysvalloissa, massatuotetut hyödykkeet - missä sinun on sama kuin kaikkien muiden ja mikä on ok - valmistetaan aina perinteisillä tehdaskoneilla. Sen sijaan 3D-tulostustekniikka toimii katalysaattorina helpottamaan Kiinan kehitystä korkean teknologian tuotantoon ja siihen liittyviin palveluihin.
3D-painotuotteet hiipivät edelleen lääketieteen, hammaslääketieteen ja avaruusteollisuuden aloilla, missä asiakkaat ovat valmiita maksamaan palkkion räätälöityistä tuotteista. Alalla, joka ei ole rakennettu "yhden markkinoille", 3D-tulostus auttaa tuotesuunnittelijoita nopeuttamaan suunnitteluprosessia. Itse asiassa kulutuselektroniikkateollisuus on ollut ja tulee olemaan yksi raskaimmista 3D-tulostuksen käyttäjistä testata ja tarkentaa tuotesuunnittelukonsepteja. Ja se ei ole temppu, herra Gou.
Siirtyminen kohti korkean teknologian tuotantoa
Kiinan 3D-tulostuksen jännityksen ymmärtämiseksi se auttaa tarkastelemaan maan 12. (ja nykyistä) viiden vuoden suunnitelmaa. Kiinan taloutta ohjaa keskitetysti hallitus, joka asettaa kansakunnalle laajat tavoitteet joka viides vuosi. Seuraavan viiden vuoden aikana Kiina aikoo kehittyä "maailman tehtaalle" osaamiseen perustuvaan talouteen, joka perustuu innovatiivisiin tuotteisiin ja prosesseihin.
Tässä on joitain viiden vuoden suunnitelman päätavoitteita, jotka liittyvät 3D-tulostamiseen:
- Säilytetään vahva massavalmistuspohja, mutta siirrytään arvoketjussa ylöspäin korkean marginaalin, ammattitaitoisia biotekniikan tuotteita, uusia materiaaleja, tietotekniikkaa ja erikoistunutta, huippuluokan valmistusta varten.
- Kasvattaa tutkimus- ja kehitystoimintaa (T & K) ja sijoittaa yliopistoihin.
- Kehitetään biotekniikka- ja lääkinnällisten laitteiden teollisuutta ja laajennetaan huippuluokan laitteiden valmistusta, erityisesti ilmailu- ja televiestintälaitteiden alalla. ja
- Vähennä kasvavia tuloeroja matalapalkkaisten, ammattitaidottomien työntekijöiden ja Kiinan kasvavien keskiluokkien ja ylemmän luokan välillä.
Suuren kotimaisen väestön edut
Tulevaisuuden näkökulmasta Kiinan valtava väestö nopeuttaa 3D-painotuotannon käyttöönottoa. Kiinan valtavat kotimarkkinamarkkinat ovat maistuessaan entistä hienostuneempia. Tämä yhä vauraampi asiakaskunta vaatii uusia ja räätälöityjä tuotteita, jotka vaativat edistyneitä suunnittelu- ja valmistusominaisuuksia.
Kiinan hallitus investoi korkea-asteen koulutukseen ennakoiden siirtymistä korkeammin koulutettuun teollisuuteen. Kiina kohtaa pian samat työvoiman haasteet, joita Yhdysvallat jo kohtaa. Kouluttamalla enemmän väestöään Kiinan hallitus toivoo lieventävän tehdasautomaatioon ja jopa halvemmille työmarkkinoille menetettyjen työpaikkojen mahdollisesti tuhoisia kaksinkertaisia vaikutuksia. Seurauksena on, että Kiinan ammattitaitoinen työvoima kasvaa nopeasti. Kiinan yliopistojen mukaan Kiinan yliopistoihin tulleiden ja valmistuneiden opiskelijoiden määrä on lisääntynyt - 1,6 miljoonasta uudesta opiskelijasta vuonna 1999 7,5 miljoonaan vuonna 2012 -.
Kiinan yliopistojen yliopistojen tutkimusprojektitiimillä on yhtä hyvät resurssit. Yhdessä Kiinan huippuyliopistojen insinööritieteiden laitoksessa olevassa tutkimusprojektissa voi olla 50 jatko-opiskelijaa, jotka työskentelevät saman ongelman erilaisilla vivahteilla. Kiina tarjoaa miljoonia uusia tutkinnon suorittaneita, suuri kuluttajaväestö ja hyvin rahoitettu akateeminen tutkimus. Tuloksena on valtava määrä älyllistä hevosvoimaa, joka rikastuttaa nopeasti maan tieteellistä ja teollista tietopohjaa.
Silti Kiinalla on myös ainutlaatuisia haasteita. Kiinalaiset T & K- ja 3D-tulostimien valmistajat viivästyvät edelleen länsimaisia yrityksiä 3D-tulostusta varten tarkoitettujen uusien materiaalien kehittämisessä.
Toinen haaste on avoin viestintä. Internet on keskeinen osa nopeaa innovaatiota, joka luonnehtii digitaalista valmistusta. Kiinan hallitus sensuroi silti Internetiä suodatusjärjestelmällä, jota joskus kutsutaan suureksi palomuuriksi.
Kun kiinalaisten Internet-käyttäjien kekseliäisyys kasvaa edelleen ja heidän päättäväisyytensä puhua avoimesti, Kiinan hallitus on vastannut lisäämällä pyrkimyksiään torjua verkkopohjaisia erimielisyyksiä. Valtion sensuurit tukahduttavat uusien ideoiden nopean leviämisen, jotka ovat seurausta Twitterin, YouTube, Facebook, Google News ja Web-haut.
Toinen haaste, joka ei kenties ole ainutlaatuinen Kiinalle, on se, että massavalmistuksen toimitusketjut eivät sovellu 3D-tulostettuun valmistukseen. Massavalmistajat käyttävät keskitetysti hallittuja tuotteita, joita jotkut kuvaavat "monoliittisiksi toimitusketjuiksi", hyödykkeiden valmistukseen. Tällainen keskitetysti johdettu lähestymistapa ei toimi hyvin, koska erittäin erikoistuneilla 3D-painetut osat alkavat olla kasvavassa asemassa massatuotteissa.
Jatkossa, kun valmistusyritykset alkavat yrittää tuoda pieniä määriä mittatilaustyönä valmistettuja 3D-painettuja osia perinteisiin toimitusketjuihin, tarkka, reagoiva varastonhallinta tulee kriittiseksi. Toimintastrategia, joka soveltuu miljoonien yksinkertaisten ja identtisten leivänpaahtimien valmistamiseen, ei pysty seuraamaan 3D-tulostettuja komponentteja monimutkaisille lopputuotteille
Lopuksi, jotta 3D-tulostustekniikka voidaan integroida syvällisesti suunnittelu- ja valmistusprosesseihin, Kiinan on mietittävä aggressiivisesti uudelleen teollis- ja tekijänoikeuksia koskevat lait. Muutos voi kuitenkin olla käynnissä. Kiinan hallitus on alkamassa tiukentaa immateriaalioikeudellista lainsäädäntöään ennakoiden Kiinan kehitystä enimmäkseen tehdaspohjaisesta taloudesta korkeatasoiseen valmistus- ja tietotyöhön perustuvaan talouteen. Globaali liikkeenjohdon konsultointiyritys McKinsey & Co. raportoi, että vuonna 2012 teollis- ja tekijänoikeuksien loukkauksia syyttävä Kiinan hallituksen ministeriö ilmoitti äskettäin käsittelevänsä 2 347 tapausta vuonna 2012, mikä on lähes 40 prosenttia enemmän kuin vuonna 2011, ja näiden kahden vuoden aikana ratkaistu 2 dollaria. miljardia rikkomusta. "
Kiinan kansallisella asialistalla on silmät kiinteästi rakentaa tietoon perustuvaa taloutta, jossa 3D-tulostustekniikoilla on tärkeä rooli. Kiinalainen kulttuuri arvostaa itsekuria, ahkeraa työtä ja auktoriteetin kunnioittamista, uskomuksia, joiden avulla Kiina on muuttunut nopeasti maailman suurimmaksi taloudeksi. On mielenkiintoista nähdä Kiinan maailman tehdas 3D-tulostustekniikoiden toimivan.
LiveScience.com.
