ميلبا كرمانوالمؤلف و هود ليبسون, أستاذ مساعد بجامعة كورنيل في الهندسة الميكانيكية والفضائية ، ساهم في هذا المقال في أصوات الخبراء LiveScience: Op-Ed & Insights.

بالمقارنة مع الولايات المتحدة وأوروبا ، بدأت الصين بداية بطيئة كقوة للطباعة ثلاثية الأبعاد. لكن هذا سيتغير بسرعة.

في جولة حديثة لكتاب في الصين ، شاهدنا بأنفسنا كيف أن الطباعة ثلاثية الأبعاد (التي تُنطق مثل "سان دي إينج" بالصينية) تثير خيال الناس. مؤخرًا ، جلس رواد الفضاء الصينيون في مقاعد مطبوعة ثلاثية الأبعاد في رحلتهم الفضائية التاريخية. تم تصميم كل مقعد مطبوع خصيصًا لهذا الغرض الحجم والشكل الفريد لرائد الفضاء. على الجبهة الصناعية ، الصين هي الآن موطن لسبعة الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد، بما في ذلك نموذج على مستوى المستهلك يسمى UP!. وتوظف Stratasys ومقرها الولايات المتحدة (أكبر شركة طابعة ثلاثية الأبعاد في العالم) حوالي 150 موظفًا في مكتبها في هونج كونج وتخطط لفتح مكتب في بكين.

لم يتبنى الجميع في الصين إمكانات تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد. كان تيري جو ، الرئيس البارز لشركة فوكسكون ، متشككًا صريحًا في فكرة أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستطلق ثورة صناعية جديدة. أحدث غو ضجة إعلامية مؤخرًا عندما أخبر المراسلين أن "الطباعة ثلاثية الأبعاد وسيلة للتحايل. إذا كان الأمر جيدًا حقًا ، فسأكتب اسم عائلتي "جو" بشكل عكسي. "في الثقافة الصينية ، يعد عرض إعادة ترتيب تهجئة اسم عائلتك بيانًا جريئًا.

ويصل! طابعة ثلاثية الأبعاد ، وصفت بأنها \
ويصل! طابعة ثلاثية الأبعاد ، وصفت بأنها "Micro Factory for Anyone Anywhere Anytime." ويصل! تباع من قبل PP3DP ، وهي شركة تابعة لشركة Delta Micro Factory Corporation ، وتبلغ تكلفتها حوالي 1500 دولار.

يقدم جو نقطة صحيحة. لن تحل صناعة الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين محل المصانع والإنتاج الضخم. في الواقع ، إذا كان أي شخص يشك في أن التصنيع الجماعي موجود لتبقى ، فإنه يحتاج فقط إلى مشاهدة روبوت صناعي يعمل.

في بكين ، تجولنا في معرض تجاري صناعي بجوار مؤتمر الطباعة ثلاثية الأبعاد. كان غو سيستمتع بالعروض التوضيحية لآلات التصنيع الجماعي الحديثة والروبوتية عالية السرعة. على بعد أمتار قليلة من اجتماع للخبراء يتحدثون عن الثورة الصناعية القادمة والطباعة ثلاثية الأبعاد ، في أرضية المعرض التجاري شاهدنا الصناعة تنتقي الروبوتات الأجزاء وتضعها وتجمعها بسرعة كبيرة بحيث يبدو العامل البشري بطيئًا عند المقارنة - ناهيك عن 3D أبطأ الحركة طابعة.

على المدى القصير ، لن تؤثر الطباعة ثلاثية الأبعاد في إمبراطورية الإنتاج الضخم في الصين. في الصين ، كما هو الحال في الولايات المتحدة ، سيتم دائمًا تصنيع السلع الأساسية ذات الإنتاج الضخم - حيث تكون سلعك مثل أي شخص آخر وهذا جيد - باستخدام آلات المصانع التقليدية. وبدلاً من ذلك ، ستعمل تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد كمحفز لتسهيل تطور الصين في توفير التصنيع عالي التقنية والخدمات ذات الصلة.

عملية إنشاء كائنات صلبة ثلاثية الأبعاد من نموذج كمبيوتر رقمي.
عملية إنشاء كائنات صلبة ثلاثية الأبعاد من نموذج كمبيوتر رقمي.

ستستمر المنتجات المطبوعة ثلاثية الأبعاد في التسلل إلى الصناعات الطبية وطب الأسنان وصناعات الطيران حيث يكون العملاء على استعداد لدفع قسط مقابل منتجات مخصصة. في الصناعات غير المبنية على "أسواق واحدة" ، ستساعد الطباعة ثلاثية الأبعاد مصممي المنتجات على تسريع عملية التصميم. في الواقع ، كانت صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية ، وستظل ، واحدة من أكثر مستخدمي الطباعة ثلاثية الأبعاد كثافة لاختبار وتنقيح مفاهيم تصميم المنتج. وهذا ليس وسيلة للتحايل ، سيد جو.
أكثر: 10 شركات ناشئة مذهلة للطباعة ثلاثية الأبعاد

التحرك نحو التصنيع عالي التقنية

لفهم الإثارة حول الطباعة ثلاثية الأبعاد في الصين ، من المفيد إلقاء نظرة على الخطة الخمسية الثانية عشرة (والحالية) للبلاد. الاقتصاد الصيني تديره الحكومة بشكل مركزي ، والتي تضع أهدافًا عامة للأمة كل خمس سنوات. على مدى السنوات الخمس المقبلة ، تعتزم الصين أن تتطور من كونها "مصنع العالم" إلى اقتصاد يحركه المعرفة ويقوم على المنتجات والعمليات المبتكرة.

فيما يلي بعض الأهداف الرئيسية من الخطة الخمسية التي تتعلق بالطباعة ثلاثية الأبعاد:

  • الحفاظ على قاعدة تصنيعية جماعية قوية ، مع الارتقاء في سلسلة القيمة إلى منتجات عالية الهامش للعمالة الماهرة في مجال التكنولوجيا الحيوية والمواد الجديدة وتكنولوجيا المعلومات والتصنيع المتخصص والراقي ؛
  • تنمية قاعدة البحث والتطوير والاستثمار في الجامعات ؛
  • تطوير التكنولوجيا الحيوية وصناعات الأجهزة الطبية وتوسيع تصنيع المعدات المتطورة ، ولا سيما معدات الفضاء والاتصالات السلكية واللاسلكية ؛ و
  • الحد من التفاوتات المتزايدة في الدخل بين العمال ذوي الأجور المنخفضة والعمال غير المهرة والطبقات المتوسطة والعليا المتنامية في الصين.

مزايا عدد كبير من السكان المحليين

بالنظر إلى المستقبل ، سيسرع عدد سكان الصين الهائل من اعتماد الطباعة ثلاثية الأبعاد. أصبح سوق المستهلكين المحلي الضخم في الصين أكثر تطوراً في أذواقهم. ستتطلب قاعدة المستهلكين الثرية هذه منتجات جديدة ومخصصة تتطلب قدرات هندسية وتصنيعية متقدمة.
أكثر: افعل ولا تفعل لممارسة الأعمال التجارية في الصين

تستثمر الحكومة الصينية في التعليم العالي تحسبا للتحول إلى اقتصاد صناعي عالي المهارات. ستواجه الصين قريبًا نفس التحديات العمالية التي تواجهها الولايات المتحدة بالفعل. من خلال تعليم المزيد من سكانها ، تأمل الحكومة الصينية في التخفيف من التأثير المزدوج المدمر المحتمل لأتمتة المصانع والوظائف المفقودة في أسواق العمل الرخيصة. والنتيجة هي أن القوة العاملة الماهرة في الصين تنمو بسرعة. ارتفع عدد الطلاب الذين يدخلون ويخرجون من الجامعات الصينية - من 1.6 مليون طالب جديد في عام 1999 إلى 7.5 مليون في عام 2012 - وفقًا لمكتب الصين الوطني الإحصاء.

تتمتع فرق المشاريع البحثية الجامعية في الجامعات الصينية بموارد جيدة على حد سواء. قد يكون لمشروع بحثي واحد في قسم هندسي في إحدى أفضل الجامعات الصينية 50 طالب دراسات عليا يعملون على الفروق الدقيقة المختلفة لنفس المشكلة. تفتخر الصين بوجود ملايين من خريجي الجامعات الجدد وعدد كبير من المستهلكين وأبحاث أكاديمية ممولة تمويلًا جيدًا. وستكون النتيجة قدراً هائلاً من القوة الفكرية التي ستثري بسرعة قاعدة المعرفة العلمية والصناعية للأمة.
أكثر: طباعة ثلاثية الأبعاد: من Doodads إلى الأيدي الاصطناعية | فيديو

على ارتفاع حوالي طابقين ، قد تكون هذه أكبر طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد في العالم. في جامعة نورث وسترن بوليتكنيك (NPU) في مدينة شيان ، نجح الأستاذ هوانغ ويدونغ (الثاني من اليسار) في طباعة أجزاء طائرة من التيتانيوم على شكل دقيق.
على ارتفاع حوالي طابقين ، قد تكون هذه أكبر طابعة معدنية ثلاثية الأبعاد في العالم. في جامعة نورث وسترن بوليتكنيك (NPU) في مدينة شيان ، نجح الأستاذ هوانغ ويدونغ (الثاني من اليسار) في طباعة أجزاء طائرة من التيتانيوم على شكل دقيق.

التحديات

ومع ذلك ، تواجه الصين أيضًا تحديات فريدة. لا تزال الشركات المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد والبحث والتطوير في الصين تتخلف عن الشركات الغربية في تطوير مواد جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

التحدي الآخر سيكون التواصل المفتوح. الإنترنت هو عنصر أساسي في الابتكار السريع الذي يميز التصنيع الرقمي. ومع ذلك ، لا تزال الحكومة الصينية تفرض رقابة على الإنترنت من خلال نظام تصفية يسمى أحيانًا جدار الحماية العظيم.

مع استمرار نمو براعة مستخدمي الإنترنت الصينيين ، جنبًا إلى جنب مع تصميمهم على التحدث بصراحة ، استجابت الحكومة الصينية من خلال زيادة جهود قمع المعارضة على شبكة الإنترنت. تعمل الرقابة الحكومية على خنق الانتشار السريع للأفكار الجديدة التي تأتي من الضجة الجماعية في Twitter و YouTube و Facebook وأخبار Google وعمليات البحث على الويب.

التحدي الآخر الذي قد لا يكون فريدًا بالنسبة للصين هو حقيقة أن سلاسل إمداد التصنيع الشامل لن تكون مناسبة للتصنيع بالطباعة ثلاثية الأبعاد. يستخدم المصنعون الشاملون التحكم المركزي ، أو ما يصفه البعض بـ "سلاسل التوريد المتجانسة" ، لإنتاج منتجات سلعية. لن يعمل مثل هذا النهج المدار مركزيًا بشكل جيد حيث تبدأ الأجزاء عالية التخصص المطبوعة ثلاثية الأبعاد في لعب دور متزايد في المنتجات ذات الإنتاج الضخم.

في المستقبل ، حيث تبدأ شركات التصنيع في محاولة إدخال مجموعات صغيرة من المنتجات المصنوعة حسب الطلب الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد في سلاسل التوريد التقليدية ، ستصبح إدارة المخزون دقيقة وسريعة الاستجابة حرج. لن تتمكن استراتيجية تشغيلية مناسبة لصنع الملايين من المحمصات البسيطة والمتطابقة من تتبع المكونات المطبوعة ثلاثية الأبعاد للمنتجات النهائية المعقدة

أخيرًا ، لدمج تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد بعمق في عمليات التصميم والتصنيع ، ستحتاج الصين إلى إعادة التفكير بقوة في قوانين الملكية الفكرية الخاصة بها. ومع ذلك ، قد يكون التغيير على قدم وساق. تحسبا لتطور الصين من اقتصاد يعتمد في الغالب على المصنع إلى اقتصاد مبني على الراقية التصنيع والمعرفة ، بدأت الحكومة الصينية في تشديدها قوانين الملكية الفكرية. ذكرت شركة الاستشارات الإدارية العالمية McKinsey & Co أنه في عام 2012 ، "اتهمت وزارة الحكومة الصينية بالمقاضاة انتهاكات الملكية الفكرية أعلنت مؤخرًا أنها تعاملت مع 2347 قضية في عام 2012 ، بزيادة تقارب 40 بالمائة عن عام 2011 ، وخلال هذين العامين ، تم حل 2 مليار دولار من الانتهاكات ".

تركز الأجندة الوطنية للصين على بناء اقتصاد قائم على المعرفة حيث تلعب تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد دورًا حيويًا. تقدر الثقافة الصينية الانضباط الذاتي والعمل الجاد واحترام السلطة ، والمعتقدات التي مكنت الصين من التحول بسرعة إلى أكبر اقتصاد في العالم. سيكون من المثير للاهتمام أن نرى المصنع الصيني للعالم يستخدم تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد في العمل.

تم توفير هذه القصة بواسطة لايف ساينس، وهو موقع شقيق لمرشد Tom ، من موقعه أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى الجزء. كانت أحدث مقالة افتتاحية لـ Kuman and Lipson هي كيف ستحول الطباعة ثلاثية الأبعاد التصنيع الصيني. المؤلفون المشاركون لـ "Fabricated: The New World of 3D Printing" (John Wiley & Sons ، 2013) ، Lipson و Kurman هم من الأصوات الرائدة في مجال الطباعة ثلاثية الأبعاد. اتبع كورمان @Melbakurman. هذه المقالة جزء من سلسلة LiveScience الجديدة التي تسلط الضوء على المشكلات والتطورات في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد. الآراء المعبر عنها هي آراء المؤلفين ولا تعكس بالضرورة آراء الناشر. تم نشر هذه المقالة في الأصل LiveScience.com.