Melba Kurman, tác giả, và Hod Môi, Phó giáo sư của Đại học Cornell về kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ, là đồng tác giả của "Chế tạo: thế giới mới của in 3D"(John Wiley & Sons, 2013) và những tiếng nói hàng đầu trong lĩnh vực in 3D. Họ đã đóng góp bài viết này cho LiveScience's Tiếng nói chuyên gia: Op-Ed & Insightsnhư một phần của loạt LiveScience mới của họ nêu bật các vấn đề và sự phát triển trong công nghệ in 3D.
So với Hoa Kỳ và Châu Âu, Trung Quốc đã khởi đầu chậm chạp như một cường quốc in 3D. Nhưng điều đó sẽ thay đổi nhanh chóng.
Trong một chuyến tham quan sách gần đây ở Trung Quốc, chúng tôi đã chứng kiến tận mắt cách in 3D (phát âm như "san D da eeng" trong tiếng Trung) đang khơi dậy trí tưởng tượng của mọi người. Gần đây, các phi hành gia Trung Quốc ngồi trên ghế in 3D trên chuyến bay không gian lịch sử của họ. Mỗi ghế được in được thiết kế riêng cho kích thước và hình dạng độc đáo của phi hành gia đó. Về mặt công nghiệp, Trung Quốc hiện là nhà của bảy nhà sản xuất máy in 3D, bao gồm một mô hình cấp độ người tiêu dùng được gọi là UP!. Và, Stratasys có trụ sở tại Hoa Kỳ (công ty máy in 3D lớn nhất thế giới) sử dụng khoảng 150 nhân viên tại văn phòng Hồng Kông và có kế hoạch mở văn phòng tại Bắc Kinh.
Không phải ai ở Trung Quốc cũng nắm bắt được tiềm năng của công nghệ in 3D. Terry Gou, chủ tịch cao cấp của Foxconn, đã tỏ ra hoài nghi về khái niệm rằng in 3D sẽ kích hoạt một cuộc cách mạng công nghiệp mới. Gou đã tạo ra một tiếng vang trên phương tiện truyền thông gần đây khi anh ấy nói với các phóng viên rằng "In 3D là một mánh lới quảng cáo. Nếu nó thực sự tốt, thì tôi sẽ viết họ của tôi 'Gou' ngược." Trong văn hóa Trung Quốc, đề nghị sắp xếp lại cách đánh vần tên gia đình của bạn là một tuyên bố táo bạo.
Gou làm cho một điểm hợp lệ. Ngành công nghiệp in 3D của Trung Quốc sẽ không thay thế các nhà máy và sản xuất hàng loạt. Trên thực tế, nếu bất kỳ ai nghi ngờ rằng việc sản xuất hàng loạt sẽ ở đây, họ chỉ cần xem một robot công nghiệp hoạt động.
Tại Bắc Kinh, chúng tôi lang thang vào một triển lãm thương mại sản xuất ngay bên cạnh một hội nghị in 3D. Gou hẳn sẽ rất thích những bản demo của những cỗ máy sản xuất hàng loạt hiện đại, robot, tốc độ cao. Cách cuộc họp của các chuyên gia nói về cuộc cách mạng công nghiệp và in 3D tiếp theo vài mét, trên sàn triển lãm thương mại, chúng tôi đã xem robot công nghiệp chọn, đặt và lắp ráp các bộ phận nhanh đến mức so sánh, một công nhân của con người có vẻ chậm chạp - không đề cập đến một máy in 3D di chuyển chậm hơn. (Xem video clip.)
Trong ngắn hạn, in 3D sẽ không làm nên chuyện trong đế chế sản xuất hàng loạt của Trung Quốc. Ở Trung Quốc, cũng như ở Hoa Kỳ, hàng hóa được sản xuất hàng loạt - nơi hàng hóa của bạn cũng giống như mọi người khác và sẽ ổn - sẽ luôn được sản xuất bằng máy móc truyền thống. Thay vào đó, công nghệ in 3D sẽ đóng vai trò là chất xúc tác giúp giảm bớt sự phát triển của Trung Quốc trong việc cung cấp sản xuất công nghệ cao và các dịch vụ liên quan.
Các sản phẩm được in 3D sẽ tiếp tục len lỏi vào các ngành y tế, nha khoa và hàng không vũ trụ nơi khách hàng sẵn sàng trả giá cao cho các sản phẩm tùy chỉnh. Trong các ngành không được xây dựng trên "thị trường của một", in 3D sẽ giúp các nhà thiết kế sản phẩm đẩy nhanh quá trình thiết kế. Trên thực tế, ngành công nghiệp điện tử tiêu dùng đã, đang và sẽ tiếp tục là một trong những người sử dụng in 3D nặng nhất để thử nghiệm và cải tiến các khái niệm thiết kế sản phẩm. Và đó không phải là mánh lới quảng cáo, ông Gou.
Hướng tới sản xuất công nghệ cao
Để hiểu được sự phấn khích về in 3D ở Trung Quốc, nó giúp xem xét Kế hoạch năm năm lần thứ 12 (và hiện tại) của quốc gia. Nền kinh tế Trung Quốc được chính phủ định hướng tập trung, nơi đặt ra các mục tiêu rộng lớn cho quốc gia cứ sau 5 năm. Trong năm năm tới, Trung Quốc dự định phát triển từ "nhà máy sản xuất cho thế giới" thành một nền kinh tế dựa trên tri thức dựa trên các sản phẩm và quy trình sáng tạo.
Dưới đây là một số mục tiêu chính từ Kế hoạch năm năm liên quan đến in 3D:
- Duy trì một cơ sở sản xuất hàng loạt mạnh mẽ, nhưng chuyển chuỗi giá trị sang các sản phẩm lao động có tay nghề cao trong ngành công nghệ sinh học, vật liệu mới, CNTT và sản xuất chuyên dụng, cao cấp;
- Phát triển cơ sở nghiên cứu và phát triển (R & D) và đầu tư vào các trường đại học;
- Phát triển công nghiệp công nghệ sinh học và thiết bị y tế và mở rộng sản xuất thiết bị cao cấp, đặc biệt là thiết bị hàng không vũ trụ và viễn thông; và
- Giảm chênh lệch thu nhập ngày càng tăng giữa lương thấp, lao động phổ thông và tầng lớp trung lưu và thượng lưu ngày càng tăng của Trung Quốc.
Những lợi thế của dân số trong nước lớn
Nhìn về tương lai, dân số đông đảo của Trung Quốc sẽ đẩy nhanh việc áp dụng sản xuất in 3D. Thị trường tiêu dùng nội địa khổng lồ của Trung Quốc đang trở nên tinh vi hơn trong thị hiếu của nó. Cơ sở tiêu dùng ngày càng giàu có này sẽ đòi hỏi các sản phẩm mới và tùy chỉnh đòi hỏi khả năng kỹ thuật và sản xuất tiên tiến.
Chính phủ Trung Quốc đang đầu tư vào giáo dục đại học với dự đoán về sự chuyển đổi sang nền kinh tế sản xuất có tay nghề cao hơn. Trung Quốc sẽ sớm đối mặt với những thách thức lao động tương tự mà Hoa Kỳ đang vật lộn. Bằng cách giáo dục dân số nhiều hơn, chính phủ Trung Quốc hy vọng sẽ giảm thiểu tác động kép có thể tàn phá của tự động hóa nhà máy và mất việc làm cho thị trường lao động rẻ hơn. Kết quả là lực lượng lao động lành nghề của Trung Quốc đang tăng nhanh. Số lượng sinh viên vào và tốt nghiệp từ các trường đại học Trung Quốc đã tăng vọt - từ 1,6 triệu sinh viên mới năm 1999 lên 7,5 triệu vào năm 2012 - theo Cục Thống kê Quốc gia Trung Quốc.
Các nhóm nghiên cứu dự án đại học tại các trường đại học Trung Quốc cũng có nguồn lực tương đương. Một dự án nghiên cứu trong một bộ phận kỹ thuật tại một trong những trường đại học hàng đầu của Trung Quốc có thể có 50 sinh viên tốt nghiệp làm việc trên các sắc thái khác nhau của cùng một vấn đề. Trung Quốc tự hào có hàng triệu sinh viên tốt nghiệp đại học mới, một lượng lớn người tiêu dùng và nghiên cứu học thuật được tài trợ tốt. Kết quả sẽ là một lượng lớn mã lực trí tuệ sẽ nhanh chóng làm phong phú nền tảng kiến thức khoa học và công nghiệp của quốc gia.
Tuy nhiên, Trung Quốc cũng phải đối mặt với những thách thức độc đáo. Các nhà sản xuất R & D và máy in 3D của Trung Quốc vẫn làm chậm các công ty phương Tây trong việc phát triển các vật liệu mới cho in 3D.
Một thách thức khác sẽ là giao tiếp mở. Internet là một thành phần chính của sự đổi mới nhanh chóng đặc trưng cho sản xuất kỹ thuật số. Tuy nhiên, chính phủ Trung Quốc vẫn kiểm duyệt Internet bằng một hệ thống lọc đôi khi được gọi là Great Firewall.
Khi sự khéo léo của người dùng Internet Trung Quốc tiếp tục phát triển, cùng với quyết tâm nói chuyện cởi mở, chính phủ Trung Quốc đã đáp trả bằng cách tăng cường nỗ lực trấn áp bất đồng chính kiến trên web. Các nhà kiểm duyệt chính phủ kìm hãm sự lan truyền nhanh chóng của các ý tưởng mới xuất phát từ sự ồn ào tập thể của các tìm kiếm Twitter, YouTube, Facebook, Google News và Web.
Một thách thức khác có lẽ không chỉ có ở Trung Quốc là thực tế là chuỗi cung ứng sản xuất hàng loạt sẽ không phù hợp với sản xuất in 3D. Các nhà sản xuất hàng loạt sử dụng kiểm soát tập trung, hoặc một số mô tả là "chuỗi cung ứng nguyên khối" để sản xuất các sản phẩm hàng hóa. Cách tiếp cận được quản lý tập trung như vậy sẽ không hoạt động tốt khi các bộ phận in 3D chuyên dụng cao bắt đầu đóng vai trò ngày càng tăng trong các sản phẩm được sản xuất hàng loạt.
Trong tương lai, khi các công ty sản xuất bắt đầu cố gắng đưa một lượng nhỏ các bộ phận được in 3D tùy chỉnh vào chuỗi cung ứng truyền thống của họ, việc quản lý hàng tồn kho chính xác, đáp ứng sẽ trở nên quan trọng. Chiến lược hoạt động phù hợp để tạo ra hàng triệu máy nướng bánh mì đơn giản và giống hệt nhau sẽ không thể theo dõi các thành phần được in 3D cho các sản phẩm cuối phức tạp
Cuối cùng, để tích hợp sâu công nghệ in 3D vào các quy trình thiết kế và sản xuất của mình, Trung Quốc sẽ cần phải tích cực suy nghĩ lại về luật sở hữu trí tuệ của mình. Thay đổi có thể đang diễn ra, tuy nhiên. Dự đoán sự phát triển của Trung Quốc từ nền kinh tế chủ yếu là nhà máy sang nền công nghiệp tri thức và sản xuất cao cấp, chính phủ Trung Quốc đang bắt đầu thắt chặt luật sở hữu trí tuệ. Công ty tư vấn quản lý toàn cầu McKinsey & Co. báo cáo rằng vào năm 2012, "Bộ chính phủ Trung Quốc bị buộc tội truy tố các vi phạm sở hữu trí tuệ gần đây đã tuyên bố rằng họ đã xử lý 2.347 vụ trong năm 2012, tăng gần 40% so với năm 2011 và trong hai năm đó, đã giải quyết được 2 đô la tỷ vi phạm. "
Chương trình nghị sự quốc gia của Trung Quốc đã tập trung vào việc xây dựng một nền kinh tế dựa trên tri thức, nơi các công nghệ in 3D sẽ đóng một vai trò quan trọng. Văn hóa Trung Quốc coi trọng kỷ luật tự giác, chăm chỉ và tôn trọng chính quyền, niềm tin đã giúp Trung Quốc nhanh chóng chuyển đổi sang nền kinh tế lớn nhất thế giới. Sẽ rất thú vị khi thấy nhà máy của Trung Quốc cho thế giới đưa công nghệ in 3D hoạt động.
LiveScience.com.
