Melba Kurman, forfatter, og Hod Lipson, Cornell University førsteamanuensis i maskin- og romfart, er medforfattere av "Fabrikkert: den nye verdenen med 3D-utskrift"(John Wiley & Sons, 2013) og ledende stemmer innen 3D-utskrift. De bidro med denne artikkelen til LiveScience's Ekspertstemmer: Op-Ed & Insightssom en del av deres nye LiveScience-serie som fremhever spørsmål og utvikling innen 3D-utskriftsteknologi.
Sammenlignet med USA og Europa har Kina startet en sakte start som 3D-utskriftskraftverk. Men det kommer til å endre seg raskt.
På en nylig turnébok i Kina, så vi førstehånds hvordan 3D-utskrift (uttales som "san D da eeng" på kinesisk) tenner folks forestillinger. Nylig satt kinesiske astronauter i 3D-trykte seter på sin historiske romflukt. Hvert trykt sete ble skreddersydd spesielt for den spesielle astronautens unike størrelse og form. På den industrielle fronten er Kina nå hjem til syv 3D-skriverprodusenter, inkludert en forbrukermodell kalt UP !. Og USA-baserte Stratasys (det største 3D-printerfirmaet i verden) sysselsetter rundt 150 ansatte på Hong Kong-kontoret og planlegger å åpne et kontor i Beijing.
Ikke alle i Kina har tatt til seg potensialet med 3D-utskriftsteknologier. Terry Gou, den høyprofilerte styrelederen i Foxconn, har vært en frittalende skeptiker til forestillingen om at 3D-utskrift vil utløse en ny industriell revolusjon. Gou opprettet et medieinnslag nylig da han fortalte reporterne at "3D-utskrift er en gimmick. Hvis det virkelig er så bra, så vil jeg skrive etternavnet mitt 'Gou' bakover." I kinesisk kultur er det en dristig uttalelse å tilby å ordne stavemåten til familienavnet på nytt.
Gou gjør et gyldig poeng. Kinas 3D-trykkindustri vil ikke erstatte fabrikker og masseproduksjon. Hvis noen tviler på at masseproduksjonen er her for å bli, trenger de faktisk bare å se en industrirobot i aksjon.
I Beijing vandret vi inn i et produksjonsmesse rett ved siden av en 3D-trykkekonferanse. Gou ville hatt glede av demoene fra moderne, robuste, høye hastighetsmasse-produksjonsmaskiner. Noen få meter unna et møte med eksperter som snakket om neste industrielle revolusjon og 3D-utskrift, så vi på messegulvet industriroboter plukke, plassere og sette sammen deler så raskt at til sammenligning ville en menneskelig arbeider virket treg - for ikke å nevne en enda tregere 3D-skriver. (Se videoklipp.)
På kort sikt vil ikke 3D-utskrift gjøre en plage i Kinas masseproduksjonsimperium. I Kina, som i USA, vil masseproduserte varevarer - der ditt er det samme som alle andres og det er ok - alltid lages ved hjelp av tradisjonelle fabrikkmaskiner. I stedet vil 3D-utskriftsteknologi tjene som en katalysator for å lette Kinas utvikling til å tilby høyteknologisk produksjon og relaterte tjenester.
3D-trykte produkter vil fortsette å krype inn i medisin-, tann- og romfartsindustrien der kundene er villige til å betale en premie for tilpassede produkter. I bransjer som ikke er bygd på "markeder av en", vil 3D-utskrift hjelpe produktdesignere med å få fart på designprosessen. Faktisk har forbrukerelektronikkbransjen vært og vil fortsette å være en av de tyngste brukerne av 3D-utskrift for å teste ut og foredle produktdesignkonsepter. Og det er ingen gimmick, Mr. Gou.
Gå mot høyere teknologisk produksjon
For å forstå spenningen rundt 3D-utskrift i Kina, hjelper det å se på landets 12. (og nåværende) femårsplan. Den kinesiske økonomien styres sentralt av regjeringen, som setter brede mål for nasjonen hvert femte år. I løpet av de neste fem årene har Kina tenkt å utvikle seg fra å være "fabrikken for verden" til en kunnskapsdrevet økonomi basert på innovative produkter og prosesser.
Her er noen av de viktigste målene fra femårsplanen som angår 3D-utskrift:
- Opprettholde et sterkt masseproduksjonsgrunnlag, men flytt opp verdikjeden til høye marginaler, fagarbeidere innen bioteknologi, nye materialer, IT og spesialisert, avansert produksjon
- Utvikle forsknings- og utviklingsbase og investere i universiteter;
- Utvikle bioteknologi- og medisinsk utstyr og utvide avansert utstyrsproduksjon, spesielt for rom- og telekommunikasjonsutstyr; og
- Redusere økende inntektsforskjell mellom lavlønnede, ufaglærte og Kinas voksende middel- og overklasse.
Fordelene med en stor innenlandsk befolkning
Ser man inn i fremtiden, vil Kinas massive befolkning akselerere vedtakelsen av 3D-trykt produksjon. Kinas enorme innenlandske marked for forbrukere blir mer sofistikert i sin smak. Denne stadig mer velstående forbrukerbasen vil kreve nye og tilpassede produkter som krever avanserte prosjekterings- og produksjonsevner.
Den kinesiske regjeringen investerer i høyere utdanning i påvente av en overgang til en høyere kvalifisert produksjonsøkonomi. Kina vil snart møte de samme arbeidsutfordringene USA allerede takler med. Ved å utdanne mer av befolkningen, håper den kinesiske regjeringen å dempe den potensielt ødeleggende dobbeltvirkningen av fabrikkautomatisering og arbeidsplasser tapt til enda billigere arbeidsmarkeder. Resultatet er at Kinas dyktige arbeidskraft vokser raskt. Antallet studenter som går inn og uteksamineres fra kinesiske universiteter, har økt kraftig - fra 1,6 millioner nye studenter i 1999 til 7,5 millioner i 2012 - ifølge China National Bureau of Statistics.
Universitetets forskningsprosjektteam ved kinesiske universiteter har like gode ressurser. Et enkelt forskningsprosjekt i en ingeniøravdeling ved et av Kinas toppuniversiteter kan ha 50 studenter som jobber med forskjellige nyanser av samme problem. Kina kan skilte med millioner av nye universitetsutdannede, en stor forbrukerpopulasjon og godt finansiert akademisk forskning. Resultatet vil være en enorm mengde intellektuelle hestekrefter som raskt vil berike landets vitenskapelige og industrielle kunnskapsbase.
Likevel står Kina også overfor unike utfordringer. Kinesiske FoU- og 3D-skriverprodusenter halter fortsatt vestlige selskaper i utviklingen av nye materialer for 3D-utskrift.
En annen utfordring vil være åpen kommunikasjon. Internett er en sentral komponent i den raske innovasjonen som kjennetegner digital produksjon. Likevel sensurerer den kinesiske regjeringen Internett med et filtreringssystem noen ganger kalt den store brannmuren.
Ettersom oppfinnsomheten til kinesiske internettbrukere fortsetter å vokse, sammen med deres besluttsomhet for å snakke åpent, har den kinesiske regjeringen svart på å øke innsatsen for å slå ned på nettbasert dissens. Offentlige sensorer kveler den raske spredningen av nye ideer som kommer fra den kollektive brusen fra Twitter, YouTube, Facebook, Google News og websøk.
En annen utfordring som kanskje ikke er unik for Kina er det faktum at forsyningskjeder for masseproduksjon ikke vil være egnet for 3D-trykking. Masseprodusenter bruker sentralt kontrollert, eller hva noen beskriver som "monolitiske forsyningskjeder", for å produsere råvareprodukter. En slik sentralt administrert tilnærming vil ikke fungere bra, da høyt spesialiserte 3D-trykte deler begynner å spille en økende rolle i masseproduserte produkter.
I fremtiden, når produksjonsbedrifter begynner å forsøke å introdusere små partier med spesiallagde 3D-trykte deler i sine tradisjonelle forsyningskjeder, vil presis, responsiv lagerstyring bli kritisk. En driftsstrategi som er egnet for å lage millioner av enkle og identiske brødristere, vil ikke kunne følge med på 3D-trykte komponenter for komplekse sluttprodukter
Til slutt, for å dypt integrere 3D-utskriftsteknologi i design- og produksjonsprosessene, må Kina aggressivt tenke nytt om lovene om åndsverk. Endring kan imidlertid være på vei. I påvente av Kinas utvikling fra en for det meste fabrikkbasert økonomi til en bygd på high-end produksjon og kunnskapsarbeid, begynner den kinesiske regjeringen å stramme inn sine lover om åndsverk. Det globale ledelseskonsulentfirmaet McKinsey & Co. rapporterer at i 2012, "det kinesiske regjeringsdepartementet som er tiltalt for å straffeforfølge brudd på intellektuell eiendom nylig kunngjorde at det håndterte 2.347 saker i 2012, opp nesten 40 prosent fra 2011, og løste i løpet av disse to årene 2 dollar milliarder i brudd. "
Kinas nasjonale agenda har blikket fast på å bygge en kunnskapsbasert økonomi der 3D-utskriftsteknologier vil spille en viktig rolle. Kinesisk kultur verdsetter selvdisiplin, hardt arbeid og respekt for autoritet, tro som har gjort det mulig for Kina å raskt transformere seg til verdens største økonomi. Det vil være interessant å se Kinas fabrikk for verden sette 3D-utskrift teknologier til å fungere.
LiveScience.com.
