Melba Kurman, forfatter og Hod Lipson, Cornell University, lektor i mekanisk og rumfarveteknik, er medforfattere af "Fremstillet: den nye verden af 3D-udskrivning"(John Wiley & Sons, 2013) og førende stemmer inden for 3D-udskrivning. De bidrog med denne artikel til LiveScience's Ekspertstemmer: Op-Ed & indsigtsom en del af deres nye LiveScience-serie, der fremhæver spørgsmål og udvikling inden for 3D-udskrivningsteknologi.
Sammenlignet med USA og Europa er Kina kommet langsomt i gang som et 3D-printkraftværk. Men det vil ændre sig hurtigt.
På en nylig bogturné i Kina var vi bevidste om, hvordan 3D-udskrivning (udtales som "san D da eeng" på kinesisk) antænder folks forestillinger. For nylig sad kinesiske astronauter i 3D-trykte sæder på deres historiske rumflugt. Hvert trykt sæde blev skræddersyet specielt til den pågældende astronauts unikke størrelse og form. På den industrielle front er Kina nu hjemsted for syv 3D-printerproducenter, herunder en forbrugermodel kaldet UP !. Og USA-baserede Stratasys (den største 3D-printervirksomhed i verden) beskæftiger omkring 150 ansatte på sit Hong Kong-kontor og planlægger at åbne et kontor i Beijing.
Ikke alle i Kina har omfavnet potentialet ved 3D-udskrivningsteknologier. Terry Gou, den højt profilerede formand for Foxconn, har været en åbenlyst skeptiker over forestillingen om, at 3D-udskrivning vil udløse en ny industriel revolution. Gou skabte et medie-brus for nylig, da han fortalte journalister, at "3D-udskrivning er en gimmick. Hvis det virkelig er så godt, skriver jeg mit efternavn 'Gou' baglæns." I kinesisk kultur er det en dristig erklæring at tilbyde at arrangere stavemåden til dit efternavn igen.
Gou gør et gyldigt punkt. Kinas 3D-printerindustri erstatter ikke fabrikker og masseproduktion. Faktisk, hvis nogen er i tvivl om, at massefabrikation er her for at blive, behøver de kun at se en industriel robot i aktion.
I Beijing vandrede vi ind i en fremstillingsmesse lige ved siden af en 3D-konference. Gou ville have nydt godt af demoer fra avancerede, robuste, højhastighedsmasseproduktionsmaskiner. Et par meter væk fra et møde med eksperter, der talte om den næste industrielle revolution og 3D-udskrivning, så vi på messegulvet industrielle robotter plukke, placere og samle dele så hurtigt, at til sammenligning ville en menneskelig arbejder virke træg - for ikke at nævne en endnu langsommere bevægelse 3D-printer. (Se videoklip.)
På kort sigt kan 3D-udskrivning ikke gøre noget i Kinas masseproduktionsimperium. I Kina, som i USA, vil masseproducerede varevarer - hvor dit er det samme som alle andres og det er ok - altid fremstilles ved hjælp af traditionelle fabriksmaskiner. I stedet vil 3D-udskrivningsteknologi tjene som en katalysator for at lette Kinas udvikling til at levere højteknologisk fremstilling og relaterede tjenester.
3D-trykte produkter vil fortsat krybe ind i medicin-, tand- og rumfartsindustrien, hvor kunderne er villige til at betale en præmie for brugerdefinerede produkter. I brancher, der ikke er bygget på "markeder for en", vil 3D-udskrivning hjælpe produktdesignere med at fremskynde designprocessen. Faktisk har forbrugerelektronikindustrien været og vil fortsat være en af de tyngste brugere af 3D-udskrivning til at teste og forfine koncepter med produktdesign. Og det er ingen gimmick, Mr. Gou.
Bevæger sig mod højteknologisk produktion
For at forstå spændingen ved 3D-udskrivning i Kina hjælper det med at se på landets 12. (og nuværende) femårsplan. Den kinesiske økonomi styres centralt af regeringen, der sætter brede mål for nationen hvert femte år. I løbet af de næste fem år agter Kina at udvikle sig fra at være "fabrikken for verden" til en videnstyret økonomi baseret på innovative produkter og processer.
Her er nogle af de vigtigste mål fra femårsplanen, der vedrører 3D-udskrivning:
- Oprethold en stærk masseproduktionsbase, men flyt op i værdikæden til høje margener, kvalificerede arbejdsprodukter inden for biotek, nye materialer, it og specialiseret, avanceret fremstilling;
- Udvikle forsknings- og udviklingsbasen (F&U) og investere i universiteter;
- Udvikle bioteknologiske industrier og medicinsk udstyr og udvide fremstilling af avanceret udstyr, især til rum- og telekommunikationsudstyr og
- Reducer stigende indkomstforskelle mellem lavtlønede, ufaglærte og Kinas voksende middel- og overklasse.
Fordelene ved en stor indenlandsk befolkning
Når man ser på fremtiden, vil Kinas massive befolkning fremskynde vedtagelsen af 3D-trykt produktion. Kinas enorme hjemmemarked for forbrugere bliver mere sofistikeret i sin smag. Denne stadig mere velhavende forbrugerbase kræver nye og brugerdefinerede produkter, der kræver avanceret teknik- og fremstillingsevne.
Den kinesiske regering investerer i videregående uddannelse i forventning om et skift til en højereuddannet fremstillingsøkonomi. Kina vil snart stå over for de samme arbejdsudfordringer, som De Forenede Stater allerede kæmper med. Ved at uddanne mere af sin befolkning håber den kinesiske regering at mindske den potentielt ødelæggende dobbeltvirkning af fabriksautomatisering og arbejdspladser, der mistes for endnu billigere arbejdsmarkeder. Resultatet er, at Kinas dygtige arbejdsstyrke vokser hurtigt. Antallet af studerende, der kommer ind og udeksamineres fra kinesiske universiteter, er steget - fra 1,6 millioner nye studerende i 1999 til 7,5 millioner i 2012 - ifølge Kinas nationale kontor for statistik.
Universitetets forsknings-projektteam på kinesiske universiteter har lige så godt ressourcer. Et enkelt forskningsprojekt i en ingeniørafdeling på et af Kinas øverste universiteter kan have 50 kandidatstuderende, der arbejder med forskellige nuancer af det samme problem. Kina kan prale af millioner af nye universitetsuddannede, en stor forbrugerpopulation og velfinansieret akademisk forskning. Resultatet vil være en enorm mængde intellektuelle hestekræfter, der hurtigt vil berige nationens videnskabelige og industrielle videnbase.
Alligevel står Kina også over for unikke udfordringer. Kinesiske F & U- og 3D-printerproducenter halter stadig vestlige virksomheder i udviklingen af nye materialer til 3D-udskrivning.
En anden udfordring vil være åben kommunikation. Internettet er en nøglekomponent i den hurtige innovation, der kendetegner digital fremstilling. Alligevel censurerer den kinesiske regering Internettet med et filtreringssystem, som undertiden kaldes Great Firewall.
Efterhånden som opfindsomheden hos de kinesiske internetbrugere fortsætter med at vokse sammen med deres vilje til at tale åbent, har den kinesiske regering reageret ved at øge sin indsats for at slå ned på en webbaseret dissens. Statlige censurer kvæler den hurtige spredning af nye ideer, der kommer fra det kollektive brus fra Twitter, YouTube, Facebook, Google News og websøgninger.
En anden udfordring, der måske ikke er unik for Kina, er det faktum, at forsyningskæder til masseproduktion ikke er egnede til 3D-trykt fremstilling. Masseproducenter bruger centralt kontrolleret, eller hvad nogle beskriver som "monolitiske forsyningskæder", til at fremstille råvareprodukter. En sådan centralt styret tilgang fungerer ikke godt, da højt specialiserede 3D-trykte dele begynder at spille en stigende rolle i masseproducerede produkter.
I fremtiden, når produktionsvirksomheder begynder at forsøge at introducere små partier af specialfremstillede 3D-trykte dele i deres traditionelle forsyningskæder, bliver nøjagtig, lydhør lagerstyring kritisk. En operationel strategi, der er egnet til at fremstille millioner af enkle og identiske toasters, kan ikke holde styr på 3D-trykte komponenter til komplekse slutprodukter
Endelig, for at dybt integrere 3D-udskrivningsteknologi i sine design- og fremstillingsprocesser, er Kina nødt til aggressivt at tænke igen om deres intellektuelle ejendomslovgivning. Ændring kan dog være på foden. I påvente af Kinas udvikling fra en for det meste fabriksbaseret økonomi til en, der er bygget på avanceret produktions- og videnarbejde, begynder den kinesiske regering at stramme sine love om intellektuel ejendom. Det globale ledelseskonsulentfirma McKinsey & Co. rapporterer, at det kinesiske regeringsministerium, der er tiltalt for at retsforfølge krænkelser af intellektuel ejendomsret, for nylig annoncerede, at det håndterede 2.347 sager i 2012, op næsten 40 procent fra 2011, og løste i løbet af disse to år milliarder i overtrædelser. "
Kinas nationale dagsorden har øjnene hårdt fast på at opbygge en videnbaseret økonomi, hvor 3D-udskrivningsteknologier vil spille en vigtig rolle. Kinesisk kultur værdsætter selvdisciplin, hårdt arbejde og respekt for autoritet, overbevisninger, der har gjort det muligt for Kina hurtigt at transformere til verdens største økonomi. Det vil være interessant at se Kinas fabrik for verden sætte 3D-udskrivningsteknologier i gang.
LiveScience.com.
