編者按:本文來自微信公眾號“靖哥3D打印”(ID:gh_d599e1b42ab3)作者:靖哥,3D打印資源庫經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
曾經(jīng)聚焦在全球的鎂光燈下,承載千萬人致富的希望;
也曾黯然離開舞臺中央,在幽暗的角落看其它技術(shù)登場。
他從未停止前行的腳步,
只為尋找適合他的賽場。
他無視傳統(tǒng)的束縛;
數(shù)字化是他的華裳。
他是最個性化的輸出,
個性化是他的市場。
3D打印,在路上。
從1986年第一家3D打印公司3D Systems商業(yè)化的開始,這項(xiàng)已過而立之年的技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、科研、消費(fèi)、醫(yī)療等多個領(lǐng)域取得了諸多的應(yīng)用,并且也隨之產(chǎn)生了一批優(yōu)秀的設(shè)備和應(yīng)用的企業(yè)。
在過去的三十多年時間中,3D打印的技術(shù)一直在發(fā)展。成形的速度、精度、強(qiáng)度不斷的增加,成本、缺陷也在不斷的降低,能夠使用的材料、工具也在不斷的拓展。從軟件角度來講,工具方面包含了設(shè)計(jì)方法和數(shù)字文件格式的革命,不僅滿足了3D打印設(shè)計(jì)高度復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需求,也為設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了更多的選擇和創(chuàng)造空間。一批聚集了優(yōu)質(zhì)人才的創(chuàng)業(yè)公司,正在努力將3D打印的綜合性能進(jìn)一步的提升,以期在成本、質(zhì)量上可以與傳統(tǒng)的制造工藝達(dá)到同一水平。
今天3D打印依然是一個高成本的先進(jìn)成形工藝。而其應(yīng)用也沒有偏離高附加值這一特征。
靖哥和大家一起分析3D打印的遠(yuǎn)大“錢”程,此篇我們只分析能夠培養(yǎng)出百億級別規(guī)模企業(yè)的領(lǐng)域;并沒有完全包括那些可以幫助個人實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)的生意。
3D打印的高成本是由多種因素構(gòu)成,包括設(shè)備、原材料、后處理以及初試成品率等綜合因素決定,靖哥在前面多篇中有一定的闡述。
而高附加值的應(yīng)用市場在當(dāng)前往往具有高復(fù)雜度、個性化的特征。從個性化牙套到關(guān)節(jié)假體,從噴油嘴到發(fā)動機(jī),從裝飾品到打印房屋,3D打印可謂深入到了我們可以想到的方方面面。
科研領(lǐng)域:科研工作者的任務(wù)就是掐尖。因而在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中務(wù)必出新求異,對于研究的目的、打印的產(chǎn)品都凝聚著設(shè)計(jì)者的思考,其個性化非常明顯。
工業(yè)領(lǐng)域:當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在樣板制造、概念驗(yàn)證中應(yīng)用居多。這個在一定程度上可以認(rèn)為是工業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)。而在型號確定下來時,往往還是會回歸到傳統(tǒng)的制造工藝的批量生產(chǎn)。當(dāng)然,伴隨著產(chǎn)品復(fù)雜度的增加,3D打印的價值也會同步體現(xiàn)。比如GE旗艦發(fā)動機(jī)Leap Engine中的燃油噴嘴,3D打印工藝能夠?qū)?0+件的組裝化為一體成型,比傳統(tǒng)組裝的工藝壽命高5倍以上。截至2018年10月,GE已經(jīng)生產(chǎn)了30,000件這樣的噴頭。
圖1 GE 3D打印的燃油噴嘴(來源:GE Aviation)
因而,對于很多公司來講,尋求使用3D打印,去替代一種高復(fù)雜度的組合體,或者其它傳統(tǒng)工藝存在很大挑戰(zhàn)的產(chǎn)品,也不失為有效的選擇。
而判斷復(fù)雜度是否適合3D打印經(jīng)濟(jì)性的制造,也是非常重要。該復(fù)雜度與加工件的幾何形態(tài)、材料硬度等相關(guān),靖哥也在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)公式予以描述。
軍工領(lǐng)域的需求,顯然也是其中的一種;它既有復(fù)雜度的需求,又有著極高的研發(fā)性質(zhì),因而是一個很好的應(yīng)用場景。
消費(fèi)領(lǐng)域:消費(fèi)者領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用很多,從縮小版人偶、工藝品到穿戴用品的多個細(xì)分市場,在很多的應(yīng)用也取得了不錯的發(fā)展。但是從市場的規(guī)模來講,還在發(fā)展之中;或者說還需要進(jìn)一步挖掘出深層次的需求。
圖2 3D打印工藝品(來源:Joshua Harker)
醫(yī)療領(lǐng)域:3D打印是最個性化的輸出端,而人體是最個性化的輸入端,這是基因決定的。因此,和人體會有較長時間接觸的所有物品和場景都有個性化的潛力,而以醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用尤為如此。因?yàn)獒t(yī)療對于個性化的需求是一種極致的體現(xiàn)。在醫(yī)療領(lǐng)域現(xiàn)在已經(jīng)得到了規(guī)?;瘧?yīng)用的3D打印產(chǎn)品,主要分布在兩個領(lǐng)域:牙科和骨科。
牙科的應(yīng)用進(jìn)一步的分為了正畸和種植。
在正畸這個市場,3D打印提供的產(chǎn)品僅在表面接觸,且不會極短時間造成影響。安全級別要求更低。
每一個客戶的牙齒起始狀態(tài)并不一樣,需要制定唯一的矯正方案,并通過多副牙套的調(diào)整,最終達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)。這個過程需要精準(zhǔn)的計(jì)算和穩(wěn)定的產(chǎn)品輸出。靖哥研究過Align Technology在關(guān)鍵發(fā)展時期的策略,效率、穩(wěn)定、可靠讓Invisalign逐漸為更多正畸醫(yī)師所接受,也成就了Align Technology的輝煌。
圖4 Invisalign 牙齒糾正中的變化(來源:AlignTechnology)
Align Technology的成功具有偶然性,但是3D打印隱形牙套的成功具有必然性。我們可以看到其跟隨者中也出現(xiàn)不少市值近百億美金的公司。
圖5 Align Technology股市的表現(xiàn)
在牙齒的種植導(dǎo)板及牙齒本身的種植物方面,安全性能的要求顯著增加。牙齒的種植過程,需要在頜骨上鉆一定深度的孔,保證種植牙齒的穩(wěn)定性,同時不能傷及面部神經(jīng)。而手術(shù)導(dǎo)板的使用則能夠有效的協(xié)助醫(yī)生完成這一具有高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù),因而在國內(nèi)外的牙科診所中,該類型的手術(shù)導(dǎo)板都在迅速的獲得應(yīng)用。
圖6 牙科產(chǎn)品及手術(shù)導(dǎo)板(來源:浙江迅實(shí))
當(dāng)然,牙齒美不美直接可以看到,而這一屆人民群眾又特別喜歡看臉(事實(shí)上每一屆人民群眾都喜歡看臉),所以這個口腔的正畸和牙齒的種植都在大賣之中。
不過,骨頭好不好,相親的時候也看不到;沒見誰拿張X光片說,這婚沒法結(jié)了,你這腰椎不行啊…..
但是,凡事都有個但是,骨頭出毛病,誰痛誰知道。
伴隨著人口老齡化,以及健身人士在擼鐵、跑馬的分分鐘,骨骼的磨損也是實(shí)實(shí)在在的;眼瞅著上一屆牙齒正畸的人,正在開始成為骨科的客戶,3D打印領(lǐng)域的我們也在積極的做技術(shù)的準(zhǔn)備。當(dāng)然,相比僅僅只需要戴不到一年的,而且有幾十副的牙套,永久性植入的骨科的技術(shù)要求確實(shí)高了很多、很多。畢竟,這些植入體是奔著終生受用而來的(雖然現(xiàn)在傳統(tǒng)的植入體在這點(diǎn)上差強(qiáng)人意)。
在NMPA(原CFDA)和FDA的多次發(fā)文可以看到,在這個領(lǐng)域中法律法規(guī)對于3D打印骨科器械有著更詳盡的指導(dǎo),也是需要從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)更高質(zhì)量的企業(yè)來完成這些事情。從數(shù)據(jù)獲取到設(shè)計(jì)方案,從打印工藝到后期處理,可謂是給予了骨科領(lǐng)域非常高的關(guān)心;而實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的骨科植入器械更是需要長期的技術(shù)積累。
在個性化的骨科器械領(lǐng)域,更是要注重其質(zhì)量;每一根桿徑,都承載著對質(zhì)量的承諾。
畢竟做骨科器械,最重要的是質(zhì)量了;質(zhì)量好的才有資格做到進(jìn)口替代的。
圖7 性能優(yōu)化的椎間融合器(來源:ZSFab)
3D打印更終極的個性化應(yīng)用,在于活性器官的打印,這一壯舉的實(shí)現(xiàn),將是超越諾獎級別的成就。就像在很多影視劇所演的那樣,這樣的技術(shù)將會從事實(shí)上實(shí)現(xiàn)人的永生。因?yàn)檫@一過程,是以具有活性的、具有遺傳物質(zhì)的細(xì)胞作為基礎(chǔ)的材料。當(dāng)然,這一遠(yuǎn)大的目標(biāo),必然面臨著艱巨的挑戰(zhàn)。而這種技術(shù),目前科研單位中正在進(jìn)行著積極的研發(fā),進(jìn)一步認(rèn)識要達(dá)到這一步的知識和工藝的欠缺。
圖8 3D打印生物體(來源:The Westworld劇照)
3D打印的特征是個性化復(fù)雜輸出,而適合這一特征的應(yīng)用都存在著商機(jī);面對人體這一個性化的輸入方,正是當(dāng)前3D打印的最佳應(yīng)用。
3D打印,在路上,“錢”程遠(yuǎn)大;越走越寬,風(fēng)景更靚。
【靖哥閑聊】
很多人自嘲的時候會說,我就是X絲,窮光蛋。能說得起這話的人,您最起碼還得健健康康的;如果您身上患有疾病,還自稱是窮光蛋。對不起,您窮光蛋都做不了,您是”大負(fù)翁”。
靖哥來帶您算算帳:
成人一般有28~32顆牙齒,206塊骨骼,這些都是構(gòu)成我們身軀的硬質(zhì)框架。
人體種植一顆牙齒需要大約1萬~3萬之間,滿口牙齒就得30~100萬之間。
做一節(jié)頸椎手術(shù),花費(fèi)個5~10萬都很正常的,那么這24塊頸胸腰的椎體就得200萬左右了;
再加上關(guān)節(jié)、長骨,這數(shù)量就真不小了。
這么算下來,人體光硬組織這邊的修復(fù)價值就得:1000+萬人民幣。這還不算心、肝這些寶貝,軟組織算上那就不好算了。
就這,您還得在中國,在美國直接給后面加個零。
現(xiàn)在,請一定照顧好自己,我們需要您一起見證3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域帶來的重大突破和遠(yuǎn)大“錢”程。
感謝馬學(xué)為博士的編輯和校正。
本文經(jīng)授權(quán)發(fā)布,不代表3D打印資源庫立場。如若轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。
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