日前，MarketsandMarkets發(fā)布關(guān)于4D打印的最新市場(chǎng)研究報(bào)告《4D打印市場(chǎng)之材料、終端用戶(hù)的行業(yè)和地域——全球趨勢(shì)及預(yù)測(cè)，2019—2025》。該報(bào)告預(yù)測(cè)，正處于商業(yè)化邊緣蓄勢(shì)待發(fā)的4D打印市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2019年將達(dá)到6300萬(wàn)美元，其中走在整體市場(chǎng)增長(zhǎng)最前沿的國(guó)防軍工相關(guān)應(yīng)用的市場(chǎng)份額將達(dá)到55%；而到了2025年，4D打印市場(chǎng)將達(dá)到5.556億美元。在4D打印的用材方面，Marketsand Markets預(yù)計(jì)到2019年，可編程碳纖維材料的市場(chǎng)份額將達(dá)到62%，占據(jù)4D打印材料市場(chǎng)的最大份額。
4D打印的應(yīng)用
可見(jiàn)，隨著3D打印從概念轉(zhuǎn)入生活化，4D打印的發(fā)展步伐也在日益加快，市場(chǎng)藍(lán)圖已經(jīng)徐徐打開(kāi)。那么，在科技迅速發(fā)展的當(dāng)下，4D打印作為傳統(tǒng)制造業(yè)的變革方向和新技術(shù)創(chuàng)業(yè)者的契機(jī)，又具有哪些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)呢？
優(yōu)勢(shì)一：大幅降低制造成本。不論是現(xiàn)代制造技術(shù)，還是基于工業(yè)4.0、中國(guó)制造2025的新制造技術(shù)，對(duì)于生產(chǎn)復(fù)雜或者個(gè)性訂制產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，無(wú)論是制造還是組裝成本都是偏高的，甚至還會(huì)隨著部件的復(fù)雜程度同比例上漲。
而在4D打印技術(shù)支持下產(chǎn)品制造，部件與產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的難易程度將變得不再重要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)整體產(chǎn)品不同部件進(jìn)行的一體化打印，以及可變形自組裝將讓組裝成本化整為零，由此最大幅度地降低產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本。
優(yōu)勢(shì)二：個(gè)性化訂制成本不變。在當(dāng)前的制造技術(shù)與環(huán)境下，小批量訂制的成本還是處于一個(gè)比較高的位置，更別說(shuō)私人訂制，其成本或許要以藝術(shù)品的角度來(lái)看待。
伴隨著4D打印技術(shù)的介入，私人訂制的成本將與傳統(tǒng)的批量化制造劃上等號(hào)，甚至更加低廉。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)制造中被認(rèn)為是很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、工藝，到了4D打印面前，都將變得簡(jiǎn)單化，尤其是成本不會(huì)受部件的復(fù)雜程度而波動(dòng)。
優(yōu)勢(shì)三：取代人工組裝成本。4D打印的產(chǎn)品部件，將不再需要廠(chǎng)家或用戶(hù)自行組裝。廠(chǎng)商根據(jù)用戶(hù)的需要，將所制造的產(chǎn)品運(yùn)送到指定地點(diǎn)放置好后，用戶(hù)在需要的時(shí)候直接給予介質(zhì)觸發(fā)，打印物就會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組裝，這就取代了當(dāng)前依賴(lài)于人力進(jìn)行組裝搭建或拆解的方式，人力成本也將由此得到釋放。
優(yōu)勢(shì)四：零庫(kù)存的生產(chǎn)方式。對(duì)于生產(chǎn)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，所有的商品即是資產(chǎn)，同樣也是其資金成本的核心部分，一旦銷(xiāo)售周轉(zhuǎn)放緩將直接導(dǎo)致資金周轉(zhuǎn)率降低，進(jìn)而影響利潤(rùn)。
通過(guò)4D打印進(jìn)行的生產(chǎn)制造將有效緩解這個(gè)問(wèn)題。廠(chǎng)家根據(jù)消費(fèi)者的想法隨時(shí)提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、打印制造的服務(wù)，做到“即買(mǎi)即造、即造即銷(xiāo)”，真正取代傳統(tǒng)的庫(kù)存銷(xiāo)售方式。
優(yōu)勢(shì)五：放大創(chuàng)意空間。對(duì)于很多設(shè)計(jì)師而言，最痛苦的事莫非創(chuàng)意很豐滿(mǎn)，現(xiàn)實(shí)制造卻很骨感。滿(mǎn)滿(mǎn)的創(chuàng)意，面對(duì)工程師的設(shè)計(jì)，以及傳統(tǒng)加工制造技術(shù)，被改得面目全非。
4D打印技術(shù)可以毫不夸張地說(shuō)，但凡設(shè)計(jì)師能描繪出來(lái)的創(chuàng)意構(gòu)想，都能不折不扣地得到實(shí)現(xiàn)，真正做到讓創(chuàng)意設(shè)計(jì)的價(jià)值獲得充分綻放。
優(yōu)勢(shì)六：降低制造專(zhuān)業(yè)性。當(dāng)前的制造不論是簡(jiǎn)單或復(fù)雜，都在一定程度上對(duì)生產(chǎn)工人提出了專(zhuān)業(yè)和熟練要求。尤其是一些專(zhuān)業(yè)性要求高的制造領(lǐng)域，其對(duì)于工人的專(zhuān)業(yè)技能和熟練程度都提出了較高的要求；而且技術(shù)的培養(yǎng)也都是需要經(jīng)過(guò)多年的訓(xùn)練和沉淀的，中間還存在所培養(yǎng)技術(shù)人才流失的較大風(fēng)險(xiǎn)。
4D打印技術(shù)的應(yīng)用，大大降低我們對(duì)于復(fù)雜制造部件的專(zhuān)業(yè)技能要求，并且可以幫助我們承擔(dān)相當(dāng)部分的“高難度”工藝制作，從而有效降低制造的專(zhuān)業(yè)門(mén)檻和人才流失風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)勢(shì)七：有效減化制造環(huán)節(jié)。大部分的產(chǎn)品通常都是由多個(gè)零部件組裝而成的，而不同零部件則需要不同的設(shè)備為其配套制造。所以對(duì)于廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)，這不僅占據(jù)了較大的場(chǎng)地空間，投入成本也是水漲船高。
4D打印技術(shù)則全然不同，它只需要一臺(tái)打印機(jī)，根據(jù)不同的材料以及用戶(hù)所設(shè)定的不同部件形態(tài)直接打印不同的部件或整體產(chǎn)品。若是部件打印，則可以通過(guò)自我驅(qū)動(dòng)組裝。
優(yōu)勢(shì)八：不良率將成為過(guò)去式。傳統(tǒng)制造企業(yè)最常規(guī)的生產(chǎn)制造考核指標(biāo)就是對(duì)不良產(chǎn)品生產(chǎn)率的控制，這也是決定著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵指標(biāo)。
在4D打印時(shí)代，不良率這個(gè)名詞在生產(chǎn)制造過(guò)程中或?qū)⒆呦驓v史的終結(jié)，而決定著產(chǎn)品能否滿(mǎn)足用戶(hù)需求的關(guān)鍵將被轉(zhuǎn)移至設(shè)計(jì)端。也就是說(shuō)未來(lái)決定產(chǎn)品是否合格的關(guān)鍵要素不再是制造環(huán)節(jié)，而是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由設(shè)計(jì)師決定。
優(yōu)勢(shì)九：材料無(wú)限組合。對(duì)當(dāng)今的制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，將不同原材料結(jié)合成單一產(chǎn)品是件比較困難的事情，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的制造機(jī)器在切割或模具成型過(guò)程中不能輕易地將多種原材料融合在一起。盡管多種材料的混合注塑在一些領(lǐng)域已經(jīng)被應(yīng)用，但其成本與不良率都相對(duì)較高。
4D打印技術(shù)的出現(xiàn)將讓這一現(xiàn)象得到改變則不同。在4D打印的過(guò)程中，我們可以將多種不同材料通過(guò)同一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行混合打印，不論是塑料、金屬或是其他的合成材料，這也就意味著在不久的將來(lái)一臺(tái)完整的可變形汽車(chē)將直接通過(guò)打印的方式生產(chǎn)制造出來(lái)。
優(yōu)勢(shì)十：批量一致性堪稱(chēng)完美。盡管現(xiàn)代制造技術(shù)借助于模具在一定程度上保障了產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性，但還是難以獲得一致精準(zhǔn)性的百分百保障。
4D打印技術(shù)將讓產(chǎn)品“復(fù)制”獲得徹底解決。依托于4D打印技術(shù)，批量生產(chǎn)就如同復(fù)制個(gè)數(shù)字文件般簡(jiǎn)單，而其一致性也將如數(shù)字化復(fù)制般一致。不論是大批量或是小批量，4D打印技術(shù)都能有效的保障其一致性。
這些優(yōu)勢(shì)并不是科幻，甚至有相當(dāng)部分已經(jīng)在3D打印技術(shù)層面得到了實(shí)現(xiàn)。隨著4D打印技術(shù)的不斷成熟，我們?cè)谛碌墓I(yè)時(shí)代的制造方式、生活方式將被“打印”重新改寫(xiě)。