แม้ว่าจะเป็นวันหยุดสุดสัปดาห์ โรงงานขนาดเล็กในเขตไห่เตี้ยนของปักกิ่งก็ยังคงทำงานอย่างหนัก เครื่องจักรแปดเครื่อง ซึ่งเครื่องที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดเท่ากับรถส่งของ กำลังผลิตสินค้าอย่างขยันขันแข็ง อย่างไรก็ตาม โรงงานแห่งนี้ซึ่งเป็นของปักกิ่ง ลองหยวน ระบบการผลิตอัตโนมัติ (รู้จักในนาม AFS) ดูเกือบจะร้าง. สาเหตุนี้เกิดจากการใช้เครื่องจักรการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (additive manufacturing) หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเครื่องพิมพ์สามมิติ (3D printers) ซึ่งทำงานโดยไม่มีผู้ควบคุมตลอด 24 ชั่วโมง ทุกวันในสัปดาห์.
เครื่องพิมพ์เหล่านี้ต้องการการเยี่ยมชมเป็นครั้งคราวจากผู้ควบคุมเพื่อเติมวัสดุผงที่ใช้เป็น "หมึก" หรือเพื่อนำชิ้นงานที่เสร็จแล้วออกไป แต่ยกเว้นจากนี้แล้วสามารถปล่อยให้ทำงานได้โดยไม่มีคนดูแล พวกเขาสร้างวัตถุที่ผลิตขึ้นทีละชั้น โดยหมึกจะถูกหลอมรวมเข้าด้วยกันด้วยเลเซอร์ในลักษณะที่สร้างของเสียให้น้อยที่สุดและสามารถสร้างรูปทรงที่เป็นไปไม่ได้ด้วยเทคโนโลยีแบบ "การตัดออก" แบบดั้งเดิมที่ใช้เครื่องกลึง เครื่องกัด และเครื่องมือตัด
แม้ว่าจะยังไม่พร้อมสำหรับการผลิตจำนวนมาก (เนื่องจากการสร้างวัตถุทีละชั้นนั้นช้ากว่าการใช้เครื่องจักรตัดแต่ง) การพิมพ์สามมิติมีความโดดเด่นในการผลิตต้นแบบ รายการที่ออกแบบเฉพาะบุคคล และการผลิตในปริมาณน้อย เนื่องจากไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนเครื่องมือทุกครั้งที่ข้อกำหนดเปลี่ยนแปลง สิ่งที่ต้องทำคือการปรับเปลี่ยนซอฟต์แวร์ที่ควบคุมหัวพิมพ์เท่านั้น
ประเทศตะวันตกเป็นผู้นำในการพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติ ซึ่งถูกยกย่องโดยบารัค โอบามาว่าเป็นวิธีการฟื้นฟูภาคการผลิตของอเมริกา เทคโนโลยีนี้อาจบรรลุเป้าหมายนี้ได้จริง อย่างไรก็ตาม ขอบเขตของการฟื้นฟูนี้ที่เกิดจากการนำการผลิตกลับมาจากประเทศที่เคยย้ายฐานการผลิตไป เช่น จีน ยังคงไม่แน่นอน—เนื่องจากจีนเองก็มีแผนยุทธศาสตร์ของตนเอง
เก็บผงดินปืนให้แห้ง
ปัจจุบัน AFS ดำเนินงานในภาคส่วนต้นแบบการผลิต ลูกค้าหลักของบริษัทประกอบด้วยบริษัทในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและผู้ผลิตรถยนต์ที่ต้องการแปลงแบบจำลองการทดลองให้เป็นชิ้นส่วนโลหะจริงได้อย่างรวดเร็ว วัสดุที่บรรจุอยู่ในถังป้อนของเครื่องจักรประกอบด้วยพลาสติก ขี้ผึ้ง และทรายหล่อ ชิ้นส่วนต้นแบบที่ได้จะถูกส่งไปยังโรงหล่อ ซึ่งจะใช้เป็นแม่พิมพ์สำหรับการหล่อโลหะด้วยทราย
ตามที่ วิลเลียม เซิง รองผู้จัดการทั่วไปของ AFSชิ้นส่วนทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างเครื่องยนต์ต้นแบบสามารถพิมพ์และหล่อขึ้นในรูปแบบนี้ได้ภายในสองสัปดาห์ ในขณะที่โรงงานเครื่องจักรทั่วไปจะต้องใช้เวลาหลายเดือนในการดำเนินการดังกล่าว—โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะชิ้นส่วนจำนวนมากจำเป็นต้องผลิตด้วยมือ
AFS บริษัทฯ ยังดำเนินธุรกิจสายที่สองอีกด้วย โดยบริษัทจำหน่ายเครื่องพิมพ์เลเซอร์ซินเทอริ่งที่ผลิตเองให้กับบริษัทอื่น ๆ เนื่องจากอุตสาหกรรมนี้กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ เครื่องจักรบางรุ่นของบริษัท ซึ่งมีราคาสูงถึง 1.5 ล้านหยวน (ประมาณ 150,000 ปอนด์) ยังสามารถทำหน้าที่มากกว่าการซินเทอริ่งพลาสติก ขี้ผึ้ง และทรายเท่านั้น แต่ยังสามารถซินเทอริ่งโลหะได้โดยตรงอีกด้วย
อันที่จริง หนึ่งในเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดของประเทศ (แม้ว่าจะไม่ได้ผลิตโดย AFS) บรรลุเป้าหมายนี้ได้อย่างแม่นยำ มีความยาว 12 เมตร เป็นของห้องปฏิบัติการแห่งชาติด้านอากาศยานและอวกาศที่มหาวิทยาลัยเป่ยหัง หวัง ฮูอามิง หัวหน้าห้องปฏิบัติการ ได้แจ้งให้ทราบในการสัมมนาการผลิตดิจิทัลซึ่งจัดขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยห้องปฏิบัติการการคำนวณประสิทธิภาพสูง สถาบันวิจัยของรัฐบาล ว่าเครื่องจักรขนาดมหึมานี้กำลังถูกนำมาใช้เพื่อผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่และซับซ้อนสำหรับโครงการอากาศยานพาณิชย์ของจีน ซึ่งมีเป้าหมายในการผลิตอากาศยานที่สามารถแข่งขันกับอากาศยานที่ผลิตโดยแอร์บัสและโบอิ้งได้
ส่วนประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยโครงลำตัวเครื่องบินที่ทำจากไทเทเนียมและชุดล้อลงจอดที่ทำจากเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง—ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ต้องการโลหะที่ปราศจากตำหนิเพื่อป้องกันการล้มเหลว การพิมพ์ชิ้นส่วนเหล่านี้แทนการหล่อจากโลหะที่ขึ้นรูปไว้ล่วงหน้าจะนำเสนอความท้าทายทางเทคนิค การแสดงความสามารถอย่างยอดเยี่ยมทีมของดร.หวังจึงกำลังเผชิญกับปัญหาที่ท้าทายในการควบคุมการตกผลึกซ้ำของโลหะหลังจากที่ถูกหลอมด้วยเลเซอร์
การผลิตเครื่องบินถือเป็นจุดสูงสุดของความซับซ้อนทางวิศวกรรมเครื่องกล อย่างไรก็ตาม ภาคอุตสาหกรรมการพิมพ์สามมิติของจีนก็มีความคึกคักไม่แพ้กันในด้านตรงข้ามของตลาด: การอัดฉีดเส้นใยพลาสติกเหลวเพื่อสร้างวัตถุต่างๆ เช่น ของเล่น, เคสโทรศัพท์มือถือ และชิ้นส่วนรถยนต์ หนึ่งในบริษัทที่ใหญ่ที่สุดในสาขานี้คือ Tiertime ซึ่งดำเนินงานจาก Huairou ชานกรุงปักกิ่ง Tiertime ผลิตเครื่องพิมพ์ 3 มิติหลากหลายรุ่นที่สามารถผลิตวัตถุจาก "โลหะผสม" โพลิเมอร์ของอะคริโลไนไตรล์ บิวทาไดอีน และสไตรีน (ABS ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ทำตัวต่อเลโก้) เครื่องพิมพ์ของ Tiertime ยังถูกใช้บ่อยในธุรกิจต้นแบบ แต่ต่างจากเครื่องพิมพ์ของ AFS พวกเขาอยู่ในสำนักงานของนักออกแบบมากกว่าบนพื้นโรงงาน บางเครื่องมีขนาดกะทัดรัดพอที่จะวางบนโต๊ะได้ พวกเขาช่วยให้ผู้คนสามารถพิมพ์ความคิดของพวกเขาได้โดยตรง แทนที่จะต้องส่งไปให้ผู้อื่นผลิต
บริษัทยังผลิตเครื่องพิมพ์ขนาดเล็กกว่าที่เรียกว่า UP ซึ่งมีราคาขายปลีกต่ำกว่า 6,000 หยวน เครื่องพิมพ์ส่วนบุคคลเหล่านี้กำลังส่งเสริมการเคลื่อนไหวของ 'ผู้ผลิต' ในรูปแบบของจีน ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างนักประดิษฐ์และช่างฝีมือที่ค้นพบว่าการพิมพ์ 3 มิติช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก จึงก่อตั้งธุรกิจการผลิตขนาดเล็ก การเคลื่อนไหวของผู้ผลิตเริ่มต้นขึ้นในสหรัฐอเมริกา แต่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในประเทศจีนเช่นกัน งานแฟร์ของผู้ผลิตกำลังจัดขึ้นในเมืองใหญ่หลายแห่งในปัจจุบัน ผู้มีอำนาจดูเหมือนจะต้องการส่งเสริมแนวโน้มนี้ โดยบางคนได้หารือถึงการนำเครื่องพิมพ์ 3 มิติเข้าไปในโรงเรียนเพื่อกระตุ้นความสนใจของนักเรียนในอาชีพทางวิศวกรรม
การพิมพ์สามมิติยังคงห่างไกลจากการแทนที่การผลิตจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ในประเทศจีน เช่นเดียวกับในอเมริกาและยุโรป เทคโนโลยีนี้กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการพัฒนาและผลิตสินค้า ด้วยการลดต้นทุนในการเริ่มต้น การพิมพ์สามมิติอาจเป็นการเปิดทางให้กับนักธุรกิจการผลิตชาวจีนรุ่นใหม่ในยุคใหม่อีกครั้ง
