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        麻省理工學(xué)院金屬3D打印獨(dú)角獸再獲1.6億美元融資

        2019-06-11 22:47:35
        海外星云 2019年4期
        關(guān)鍵詞:金屬粉末機(jī)臺(tái)桌面

        金屬3D打印除了工廠也走進(jìn)辦公室

        桌面金屬(DesktopMetal) 聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO Jonah Myerberg

        3D 打印領(lǐng)域中,被評(píng)估市場(chǎng)成長(zhǎng)性最高的就是金屬 3D 打印技術(shù),在此領(lǐng)域能跟 GE、HP 巨頭們匹敵的一家初創(chuàng)公司,是與麻省理工學(xué)院有著深厚淵源的桌面金屬(Desktop Metal)。

        這家公司成立2015 年,七 位聯(lián)合創(chuàng)始人中包括四名赫赫有名的麻省理工學(xué)院教授:材料科學(xué)系系主任 Christopher Schuh 和教授 Emanuel Sachs 都是該領(lǐng)域中的領(lǐng)軍人物,還包括麻省理工學(xué)院材料科學(xué)系科學(xué)家蔣業(yè)明教授(Yet-Ming Chiang)和機(jī)械工程學(xué)院副教授 A. John Hart。

        近日,桌面金屬聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CTO Jonah Myerberg 在接受 DT 君專訪時(shí)指出,過(guò)去幾年金屬 3D 打印市場(chǎng)呈現(xiàn)指數(shù)性成長(zhǎng),在 Production System 產(chǎn)品第一季開始出貨的推動(dòng)下,2019 年業(yè)績(jī)將持續(xù)上升,“相信公司很快就會(huì)獲利。”他說(shuō)。Jonah Myerberg 甫結(jié)束在北京召開的 EmTech China 2019 全球新興科技峰會(huì)的演講行程后,桌面金屬隨即宣布了一項(xiàng)重要消息,剛剛完成了由大型私人企業(yè)科氏工業(yè)公司旗下的創(chuàng)投機(jī)構(gòu) Koch Disruptive Technologies 領(lǐng)投、金額 1.6 億美元的 E 輪融資,將用以推動(dòng)金屬 3D 打印技術(shù)的持續(xù)發(fā)展、豐富產(chǎn)品路線圖、擴(kuò)大運(yùn)營(yíng)規(guī)模,以滿足不斷增長(zhǎng)的訂單需求。先前的投資方包括福特、寶馬、Alphabet 旗下的風(fēng)投基金 GV,以及工業(yè)巨頭通用電器(GE)的 GE Ventures 等。

        有了這筆新融資讓桌面金屬的累計(jì)募資金額達(dá)到 4.38 億美元,成為 3D 打印領(lǐng)域有史以來(lái)募資金額最高的公司,其估值也達(dá)到了 15 億美元,根據(jù)美國(guó)時(shí)間 1 月 23 日收盤價(jià)計(jì)算,比 3D 打印上市公司 Stratasys 的市值 11 億美元(Stratasys 技術(shù)及專利以塑料成形為主),3D Systems 市值約 12 億美元(技術(shù)和專利以塑料成形占大宗,在金屬粉末制造成形也有相關(guān)專利),都要來(lái)得高。

        值得一提的是,金屬 3D 打印技術(shù)曾入選《麻省理工科技評(píng)論》2018 年“全球十大突破性技術(shù)”(10 Breakthrough Technologies)。《麻省理工科技評(píng)論》關(guān)注到這一技術(shù)的原因,正是新型設(shè)備讓 3D 打印金屬零部件成為實(shí)用型技術(shù),3D 金屬打印機(jī)實(shí)現(xiàn)了低成本快速金屬物體打印,“按需打印大型復(fù)雜金屬物體的能力將為制造業(yè)帶來(lái)變革”。Markforged、Desktop Metal、GE等是這一技術(shù)領(lǐng)域最值得關(guān)注的幾家公司。

        金屬 3D 打印與 CNC 工法非競(jìng)爭(zhēng)而是互補(bǔ)

        3D 打印技術(shù)強(qiáng)調(diào)“加法”的增材制造思維,比傳統(tǒng)的減法制造模式有著更快速、成本較低、不浪費(fèi)資源的優(yōu)點(diǎn),隨著技術(shù)發(fā)展超過(guò) 20 個(gè)年頭,使用者從過(guò)去的 Maker、愛(ài)好者走進(jìn)了工廠、辦公室,應(yīng)用的場(chǎng)景從打樣、原型(Prototyping)設(shè)計(jì)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),有一個(gè)很重要的風(fēng)向是打印的材料從塑料,轉(zhuǎn)為更看重具有高商業(yè)潛力的金屬。

        提到金屬制造、金屬零部件制造領(lǐng)域,傳統(tǒng)的工法有許多,包括沖壓(Stamping)、鍛造(Casting)、金屬射出成形(Metal Injection Molding)等,業(yè)者采購(gòu) CNC 機(jī)臺(tái)設(shè)備來(lái)進(jìn)行加工,但 CNC 機(jī)臺(tái)價(jià)格昂貴,而且全球可提供高規(guī) CNC 機(jī)臺(tái)的廠商家數(shù)并不多。另外,制作的品質(zhì)其實(shí)相當(dāng)倚賴?yán)蠋煾档膶I(yè)及經(jīng)驗(yàn)值,因此,當(dāng)金屬 3D 打印逐漸成熟,有些人認(rèn)為有可能取代傳統(tǒng)的 CNC 制造工法。

        不過(guò),盡管是投身 3D 打印技術(shù)的 Jonah Myerberg 并不認(rèn)同上述看法,他認(rèn)為,目前在 CNC 領(lǐng)域很多人都有這種緊張的情緒,認(rèn)為未來(lái)金屬 3D 打印會(huì)代替 CNC,成為業(yè)界的主流。實(shí)際上,恰恰相反,CNC 等傳統(tǒng)金屬制造和金屬 3D 打印是一種互補(bǔ)合作的關(guān)系,CNC 用的是大塊金屬的切削,為減法制程,金屬 3D 打印采用金屬粉末,是做加法,兩者并用,才能提高未來(lái)金屬制造業(yè)的靈活度。“我們正處于數(shù)字世界和實(shí)體世界的交匯點(diǎn),像是工業(yè) 4.0、先進(jìn)制造,有很多的數(shù)字檔案,金屬 3D 打印可以生產(chǎn)很復(fù)雜的零件,再由 CNC 進(jìn)一步處理完成,讓產(chǎn)品達(dá)到非常高精度”。

        金屬 3D 打印技術(shù)繁多,哪種才是主流?

        金屬 3D 打印領(lǐng)域有很多不同的技術(shù),較常聽聞的是金屬粉末床熔合(PBF,Powder Bed Fusion)、黏著劑噴射成型(Binder Jetting),其他還有鐳射金屬沉積(LMD,Laser Metal Deposition)等。

        Jonah Myerberg 指出,過(guò)去 20 年,金屬 3D 打印主流技術(shù)為 PBF,鋪一層金屬粉末,再利用激光燒熔該層圖案,鋪一層再燒一層,一層一層燒融堆疊成型,過(guò)去 PBF 主要是一些大公司和行業(yè)在使用,比如航天、大型重機(jī)、醫(yī)療行業(yè),打印出高質(zhì)量的金屬部件。“但是,目前來(lái)看,行業(yè)的技術(shù)主流正在發(fā)生改變,越來(lái)越多人使用 Binder Jetting 及結(jié)合金屬沉積(BMD,Bound Metal Deposition)技術(shù),有三大原因:這兩種技術(shù)是業(yè)界目前為止速度最快,不使用激光,所以危險(xiǎn)系數(shù)最小,成本也低的技術(shù),”他強(qiáng)調(diào)。

        金屬3D 打印

        桌面金屬打印的螺母和螺栓。這兩個(gè)零件展示了該公司的3D 打印技術(shù)可以制造具有嚴(yán)格公差要求的零件

        過(guò)去金屬 3D 打印主要使用激光技術(shù),最開始是單束激光,把圖案分層在每一層上,單一激光就會(huì)一行一行進(jìn)行打印。隨著技術(shù)的發(fā)展,激光數(shù)量變成雙束激光交叉打印,后來(lái)有了 四束、八束激光,通過(guò)多束激光的交叉互補(bǔ),共同打印這一層的樣式或圖案,一層打完之后,再打下一層。但是,現(xiàn)在的 Binder Jetting 不用激光,采用的是噴頭,Binder Jetting 設(shè)備上有一個(gè)噴頭,噴頭上有噴嘴,就像家用的噴墨打印機(jī)一樣,而桌面金屬基于 Binder Jetting 加以優(yōu)化開發(fā)出一個(gè)名為單通道噴射(SPJ,Single Pass Jetting)的技術(shù),在單通道上有多個(gè)噴頭,每個(gè)噴頭上又搭建了數(shù)千個(gè)噴嘴,每一秒會(huì)留下數(shù)十億級(jí)的金屬粉,進(jìn)而打印出圖案,“激光相對(duì)來(lái)說(shuō)是以分鐘為單位,但 SPJ 則以秒為單位,這就是為什么可以達(dá)到更快速的原因”。

        BMD 則是通過(guò)擠出粉末填充的熱塑性介質(zhì)來(lái)構(gòu)造金屬部件,利用蠟和聚合物粘合劑把金屬粉末制成金屬棒,把金屬棒加熱,并擠到制作板上,逐層成形。當(dāng)打印完成后,通過(guò)去毛刺工藝除去粘合劑,然后燒結(jié)。他認(rèn)為,Binder Jetting 和 BMD 正為金屬 3D 打印打開更廣泛的場(chǎng)景應(yīng)用,現(xiàn)在不限于付得起大錢的公司才能使用,小的開發(fā)公司也負(fù)擔(dān)得起金屬 3D 打印的設(shè)備。目前桌面金屬有兩大產(chǎn)品線:Studio System 和 Production System,前者的核心技術(shù)為 BMD,適用于辦公室、設(shè)計(jì)桌上的金屬 3D 打印系統(tǒng);后者則是采用 SPJ 技術(shù),鎖定高分辨率的金屬零部件批量生產(chǎn)。

        新機(jī)會(huì)正到來(lái):汽車、消費(fèi)電子行業(yè)

        正因?yàn)榻饘?3D 打印不再只是限于航太、醫(yī)療,很多新場(chǎng)景現(xiàn)在都可以使用,推升市場(chǎng)需求大幅提高,桌面金屬正鎖定幾個(gè)新市場(chǎng),首先是汽車,“過(guò)去汽車行業(yè)一直在等待金屬 3D 打印價(jià)格下降,且能夠量產(chǎn)的一個(gè)契機(jī),現(xiàn)在金屬 3D 打印行業(yè)基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這樣的結(jié)果?!?/p>

        另一個(gè)行業(yè)則是消費(fèi)電子行業(yè),產(chǎn)品里頭其實(shí)使用了大量的金屬零部件,比如現(xiàn)在高規(guī)或高精密的產(chǎn)品電子消費(fèi)產(chǎn)品會(huì)使用一體成型的不銹鋼、鋁合金等機(jī)構(gòu)件,以往都是使用 CNC 工法,但是成本也非常高,舉例來(lái)說(shuō),蘋果就是一家熱衷使用 CNC 金屬技術(shù)的公司,從 Macbook、iPad 的鋁合金機(jī)殼,到 iPhone 的不銹鋼邊框,甚至是看不到的軸承等零部件,都是靠 CNC 機(jī)臺(tái)切削金屬塊、打磨出來(lái)的。Jonah Myerberg 表示,現(xiàn)在金屬 3D 打印價(jià)格較低,已經(jīng)可以大規(guī)模量產(chǎn)不銹鋼物件,而且對(duì)于相當(dāng)硬的金屬材質(zhì),使用 CNC 機(jī)臺(tái)切削有時(shí)往往傷害到刀具,導(dǎo)致刀具斷裂等,金屬 3D 打印則沒(méi)有這種問(wèn)題。這其實(shí)就是金屬 3D 打印的一大優(yōu)勢(shì),它不僅能打印零件,還可以打印制造零件的設(shè)備或模具,如 CNC 切削式的金屬制造方式,選擇金屬時(shí)往往得較小心,堅(jiān)硬的金屬會(huì)對(duì)本身的機(jī)械造成很大的損傷,那么,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),內(nèi)部機(jī)械的修補(bǔ)或維修就會(huì)造成成本損失。金屬 3D 打印使用金屬粉末,就不需要考慮這種問(wèn)題,無(wú)論是多硬還有多軟的金屬都可以做,也可以制作比零部件還要堅(jiān)硬的金屬模具。

        既然金屬 3D 打印的優(yōu)點(diǎn)不少,為什么目前仍是相對(duì)少數(shù),除了技術(shù)本身還在不斷進(jìn)化之外,例如需要速度更快的工法,另一個(gè)原因就是金屬粉末的價(jià)格還是很高,面對(duì)這個(gè)問(wèn)題,Jonah Myerberg 倒是樂(lè)觀看待,“成本高來(lái)自于量小,過(guò)去沒(méi)有太多應(yīng)用的場(chǎng)景,所以價(jià)格高。隨著未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多,需求量增加,金屬粉的制造也會(huì)越來(lái)越多,價(jià)格自然會(huì)降下去?!蹦壳懊恳荒杲饘僦圃鞓I(yè)的全球產(chǎn)值高達(dá)數(shù)萬(wàn)億(multi-trillion)美元,金屬部件也是一個(gè)萬(wàn)億美元級(jí)別的市場(chǎng),在不少國(guó)家里金屬部件的生產(chǎn)占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)很大的份額。他也預(yù)估,金屬 3D 打印將占整個(gè)金屬制造業(yè)超過(guò)兩位數(shù)的份額。

        桌面金屬在 3D 打印領(lǐng)域已具備高知名度,外界對(duì)其賣出了多少臺(tái)設(shè)備總是感到很好奇,面對(duì) DT 君提問(wèn)是否可以分享銷量或目標(biāo),Jonah Myerberg 以“無(wú)法透露”婉拒了回答,但他表示,在 2018 年他們的銷售數(shù)據(jù)非常好,2019 年看到很大成長(zhǎng)性,不少客戶等著設(shè)備交付,“前景非常明朗,相信公司很快就能獲利”。

        在金屬 3D 打印領(lǐng)域除了不少的初創(chuàng)公司,還有一些行業(yè)巨頭也對(duì)此技術(shù)興致勃勃,像是 HP 在去年推出了金屬 3D 打印機(jī) HP Metal Jet,采用 Binder Jetting 技術(shù),另外,投資桌面金屬的 GE 也利用金屬 3D 打印來(lái)生產(chǎn)航空零部件。Jonah Myerberg 認(rèn)為,行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)不會(huì)是個(gè)問(wèn)題,因?yàn)槭袌?chǎng)的前景非常大,“完全可以融下我們?nèi)夜尽保珿E 在金屬 3D 打印方面使用 Binder Jetting 的技術(shù),桌面金屬也使用相關(guān)技術(shù),但是,隨著對(duì)市場(chǎng)的調(diào)研和技術(shù)研發(fā),桌面金屬開發(fā)出 SPJ 技術(shù),提供更快速、價(jià)格更低的優(yōu)勢(shì),而且制造出來(lái)的成品分辨率更高,“因此事實(shí)上 GE 和 HP 內(nèi)部也在與桌面金屬合作 SPJ 技術(shù)”?!拔磥?lái)會(huì)有更多的巨頭出現(xiàn),也會(huì)有其他更快、更好的新技術(shù)問(wèn)世,不僅是 PBF、Binder Jetting 或 BDM,但是,金屬 3D 打印需求是指數(shù)性上升,用戶的需求將大于供給量?!彼f(shuō)。

        回顧 3D 打印的發(fā)展,以前塑料 3D 打印都是由工廠里的大型機(jī)械完成的,“在過(guò)去 20 年,最成功的一件事情就是將塑料材料的 3D 打印帶到了辦公室”,塑料 3D 打印機(jī)變小,走進(jìn)商店里就可買到,用戶拿回家或辦公室進(jìn)行設(shè)計(jì),接著 3D 打印出來(lái)。而桌面金屬的愿景就是“希望金屬 3D 打印也和塑料打印一樣,走進(jìn)工程師、設(shè)計(jì)師的家里和辦公桌上,讓他們即設(shè)計(jì)即生產(chǎn),通過(guò)我們金屬 3D 打印工具所打印出來(lái)的金屬部件,不僅僅看上去、摸上去像,功能上也跟真正的金屬部件一樣?!彼f(shuō)。(摘自美《深科技》)(編輯/華生)

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