日前，MarketsandMarkets發(fā)布關(guān)于4D打印的最新市場研究報(bào)告《4D打印市場之材料、終端用戶的行業(yè)和地域——全球趨勢及預(yù)測，2019—2025》。該報(bào)告預(yù)測，正處于商業(yè)化邊緣蓄勢待發(fā)的4D打印市場，預(yù)計(jì)到2019年將達(dá)到6300萬美元，其中走在整體市場增長最前沿的國防軍工相關(guān)應(yīng)用的市場份額將達(dá)到55%；而到了2025年，4D打印市場將達(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份額將達(dá)到62%，占據(jù)4D打印材料市場的最大份額。
4D打印的應(yīng)用
可見，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，市場藍(lán)圖已經(jīng)徐徐打開。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)勢呢？
優(yōu)勢一：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、中國制造2025的新制造技術(shù)，對于生產(chǎn)復(fù)雜或者個(gè)性訂制產(chǎn)品來說，無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^對整體產(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，更別說私人訂制，其成本或許要以藝術(shù)品的角度來看待。
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)勢三：取代人工組裝成本。4D打印的產(chǎn)品部件，將不再需要廠家或用戶自行組裝。廠商根據(jù)用戶的需要，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)勢四：零庫存的生產(chǎn)方式。對于生產(chǎn)制造企業(yè)來說，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。
通過4D打印進(jìn)行的生產(chǎn)制造將有效緩解這個(gè)問題。廠家根據(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“即買即造、即造即銷”，真正取代傳統(tǒng)的庫存銷售方式。
優(yōu)勢五：放大創(chuàng)意空間。對于很多設(shè)計(jì)師而言，最痛苦的事莫非創(chuàng)意很豐滿，現(xiàn)實(shí)制造卻很骨感。滿滿的創(chuàng)意，面對工程師的設(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，但凡設(shè)計(jì)師能描繪出來的創(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)勢六：降低制造專業(yè)性。當(dāng)前的制造不論是簡單或復(fù)雜，都在一定程度上對生產(chǎn)工人提出了專業(yè)和熟練要求。尤其是一些專業(yè)性要求高的制造領(lǐng)域，其對于工人的專業(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，大大降低我們對于復(fù)雜制造部件的專業(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業(yè)門檻和人才流失風(fēng)險(xiǎn)。
優(yōu)勢七：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。所以對于廠家來說，這不僅占據(jù)了較大的場地空間，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，則可以通過自我驅(qū)動(dòng)組裝。
優(yōu)勢八：不良率將成為過去式。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)制造過程中或?qū)⒆呦驓v史的終結(jié)，而決定著產(chǎn)品能否滿足用戶需求的關(guān)鍵將被轉(zhuǎn)移至設(shè)計(jì)端。也就是說未來決定產(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)勢九：材料無限組合。對當(dāng)今的制造技術(shù)來說，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打印的過程中，我們可以將多種不同材料通過同一臺(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一臺(tái)完整的可變形汽車將直接通過打印的方式生產(chǎn)制造出來。
優(yōu)勢十：批量一致性堪稱完美。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，我們在新的工業(yè)時(shí)代的制造方式、生活方式將被“打印”重新改寫。