1、3D 打印颠覆性创新应用及商业模式探究 罗宗潮 刘倪同 刘婉铃 广州创企孵化器有限公司 摘 要： 本文主要对 3D Printing 及其颠覆性创新进行简要解析, 并且对于我国目前 3D打印行业发展现状进行说明, 并且指出问题, 最后就 3D 打印颠覆性创新应用和商业模式进行探索, 希望为广大 3D 打印行业从业者的项目开发提供重要指导。关键词： 3D 打印; 颠覆性创新; 应用; 商业模式; 作者简介：罗宗潮 (1986) 男, 汉族, 广东韶关人, 广州创企孵化器有限公司总经理。随着对 3D 打印技术的深入研究, 3D 打印技术不仅仅局限于科研方向, 开始被应用于实践以及商业中。印客时光
2、(Ink Time) 众创空间是定位于“技术高端创新、产业高端创业”的广州互联网时代独具特色的专业型众创空间。基于与广州市光电技术研究院的战略合作关系, Ink Time 依托研究院的专业技术资源共享 3D 打印技术平台及专业设备, 参与了 2015 年广东省科技计划项目中的众创空间建设, 通过项目建设希望能够在当今 3D 打印技术相对成熟条件下, 探索 3D 打印颠覆性创新应用及商业模式。1 颠覆性创新概述颠覆性创新属于一种科技管理创新理论, 由哈佛大学 Christensen 教授提出。颠覆性创新可以从新市场颠覆和低端颠覆两个方面来进行描述。颠覆性创新和传统维持性创新具有明显差异, 不再局
3、限于单纯技术方面的创新和颠覆, 更加注重全方位、多层次的创新与颠覆。从产品、技术、服务以及商业模式等多种形式入手, 进行创新, 最终让技术得到更好应用, 从而得到收益。2 我国 3D 打印行业发展现状2.1 国内 3D 打印行业现状我国在上世纪九十年代正式引入了 3D 打印技术, 且得到我国大量科研工作者的高度重视。在大量科研工作者以及实业工作者的共同努力下, 我国不断引进国外有关 3D 打印的各种先进技术和经验, 并且着手 3D 打印技术创新、模型创新以及进行材料研究开发, 将传统成型技术和 3D 打印技术相结合, 形成了当今复合 3D 成型技术。因为 3D 打印技术和我国国情建设以及可持续
4、发展理念相契合, 越来越多的研究者加入其中。近五年来, 国内掀起 3D 打印热, 不仅国家政府开始在 3D 打印领域投入大量资金, 而且大量企业也融入 3D 打印行业, 甚至个人也通过购买小型打印机进行 3D 打印生产。在研究的同时, 研究者也开始把技术应用于实际的生产以及市场开发, 在包括武器、飞行器等部分精密仪器制造方面已经开始应用。但是 3D 打印技术应用还有待于进一步开发, 规模和应用领域更有待于进一步扩展。2.2 我国 3D 打印目前存在的问题(1) 3D 打印技术虽然已经相对成熟, 但是仍然存在很多不足 (先天不足) 。3D打印技术不仅设备费用高昂、打印材料苛刻, 而且在进行大批量
5、生产时也存在极大缺陷, 不具备成本优势。(2) 在 3D 打印中打印材料对于技术具有不同的要求, 一般有机聚合材料对于技术要求相对较低, 而高熔点、高强度的金属材料对于打印技术要求较高, 对于设备也具有较高要求。(3) 目前研究中的 3D 打印技术主要是能量源为激光, 但是激光本身的研究还有待于深入, 并且光学系统复杂、昂贵, 进一步提高了 3D 打印技术成本。(4) 3D 打印效率和打印精度之间存在冲突。对于 3D 打印技术而言, 打印效率越高说明精度会相对较低, 而要求较高精度时打印效率又会相对较低。(5) 我国 3D 打印技术虽然近几年迅速发展, 但是和国外相对发达的国家相比还有较大差距
6、。不仅仅技术方面具有极大不足, 依靠引进改良国外技术为主, 而且我国目前 3D 打印中的原材料大部分依靠国外进口, 发展也任重而道远。(6) 我国近五年来 3D 打印技术迅速发展, 已经呈现出过热趋势。虽然各种企业以及产业园区开始出现, 但是存在明显发展分散、资源浪费的现象。而 3D 打印最早提出的慕斯是进行绿色制造, 提高可持续发展, 当今的私人订制也与其背道而驰。3 3D 打印颠覆性创新应用及商业模式分析3.1 传统建筑模式颠覆我国在 2014 年 8 月 21 日上海张江高新青浦园区作为我国首次通过 3D 打印建造的建筑正式交付使用, 也是重要的创举。上海张江高新青浦园区 3D 打印建筑
7、以建筑垃圾为原材料, 采用大型 3D 打印机进行层层打印喷绘而成, 整个园区仅仅只有 10 幢房子, 花费的时间也较短, 仅仅只有 24 小时。作为 3D 打印的典型代表, 上海张江高新青浦园区是颠覆传统全新建筑方式, 坚固耐用, 并且具有高效、节能以及环保等优点。上海张江高新青浦园作为传统建筑模式颠覆的代表, 除了 3D 打印技术之外的两点是垃圾回收再利用。这种颠覆传统建筑模式新型商业模式, 建筑材料环保, 建材质量可靠, 与传统建筑模式相比可以节约建筑材料 30%以上, 缩短工期 50%以上, 同时还可以有效减少人力资源浪费。据相关数据统计发现, 以上海张江高新青浦园为代表的 3D打印技术
8、进行建筑建设能够节约 50%建筑成本, 对于缓解我国目前住房压力具有重要意义。在这样的背景下, 安徽晋马环保节能科技有限公司借助这一契机, 进行“晋马绿宅”建设, 希望在“十三五”期间和城镇化进程相适应, 协调发展, 通过绿色轻钢集成建房模式 (3D 打印) 解决农村住房问题。晋马集团提出的“晋马绿宅”建设结合了 3D 打印喷入技术, 属于一种绿色轻钢集成房屋结构, 抗震性能良好并且具有节能环保特点, 通过改良之后保证了美观时尚的特点。同时大大缩短了建筑工期, 对于国家新农村建设提供了重要的条件。3.2 颠覆汽车制造业的第三次革命自从 2011 年世界第一台“打印汽车”问世以来, 3D 打印在
9、汽车制造业中应用探索逐渐增多, 再一次颠覆了人们对 3D 打印的认识。2014 年日内瓦车展上EDAG 再一次推出了 3D 打印汽车, 采用最新 3D 打印技术打印单个组件以及单个模块, 然后进行组装而成。福特作为重要汽车生产公司, 在很早就开始利用 3D打印进行零部件生产。随着 3D 打印技术的发展能够在汽车制造中快速的生产成型各种复杂的零部件, 这样能够降低开发成本, 而且能够提高效率。在目前汽车制造业中, 汽车的底盘以及内饰等均已经采用了 3D 打印技术, 实现了汽车制造业的变革。3.3 航空航天领域 3D 打印颠覆性变革在目前 3D 打印技术迅速成熟, 在航空航天、武器制造等领域得到迅
10、速推广以及应用, 在航空航天领域中, 不仅仅局限于传统的金属材料, 而且注重新材料的开发。其中典型代表就是钛合金零件, 以北京航空航天为代表的大学开始进行各种研究, 提出 3D 打印航空钛合金零件, 通过这种 3D 打印技术, 提高了材料利用率, 极大节省了材料。另外, 往往航空航天材料比较复杂, 3D 打印技术的使用也很好应对复杂性, 不再需要模具, 同时可以对结构进行进一步优化, 对于航空航天事业发展是有利的。3.4 3D 打印颠覆绿色工业3D 打印技术的提出主要是为了提高材料的利用率, 促进资源开发和利用。在新的背景下, 工业虽然迅速发展, 全世界都在倡导发展低碳工业, 3D 打印作为新
11、技术对于低碳绿色工业是具有重要意义的。3.5 3D 打印颠覆性商业模式分析图 1 颠覆性商业模式图 下载原图对商业模式的研究主要在于确定其要索构成、内容及关系。在研究 3D 打印技术对于商业模式创新影响时所选择的生个商业模式要索, 即价值主张、价值创造、价获取以及价值传递价值主张。商业模式不仅包含了企业内部商业模式各要索间的相相互关系, 而且强调企业与外部利益相关者的协同合作。商业模式以客户为核心, 围绕其需求确定企业提供的价值主张, 并基于企业自身资源进行价值创造和传递.进而获取收益.实现自身价值的提升。在这一过程中.企业也可根据实际需要找寻合适的外部合作者.实现价值的共同创造、传递与获取。
12、4 结语3D 打印技术被提出以来得到了极大发展, 在工业以及航空航天等领域均得到了广泛应用。在我们的众创项目中, 我们将以 3D 打印技术为依托, 在明确 3D 打印颠覆性创新应用及商业模式的基础上发展 3D 打印, 希望能够取得一定成果。参考文献1游清治.3D 打印技术的重大新进展J.新疆有色金属, 2015 (06) :108110. 2Daniel Cohen, Matthew Sargeant, Ken Somers.3D 打印时代五大颠覆性变化J.商学院, 2014 (08) :6869. 3皮宗平, 汪长柳.3D 打印制造业领域的颠覆性技术J.群众, 2013 (03) :3233.
