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，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，尤其是成本不會受部件的復(fù)雜程度而波動。
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)，打印物就會實(shí)現(xiàn)自動組裝，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。