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易制科技:国内唯一实现喷墨金属3D打印和全彩3D打印商品化的企业,他们想做下一代『数控机床』?|裸泳投资欲

王珺 裸泳 2020-09-09


国内率先推出的阵列式喷墨3D打印技术,与国际巨头HP、GE、DM同步。


记者:王珺/主编:张浩

深度报道/共3223字/阅读7分钟



项目名称易制科技

主营业务:3D打印设备的研发、生产和销售

融资情况:2018年9月获得点亮资本五百万元天使轮投资

关键词:全彩3D打印、新型高速3D打印技术(3DP)、阵列式喷墨3D打印技术、工业级设备、HP、GE、DM、2015年最创新3D打印企业和2015年十大最受关注3D打印工业企业

受访人:易制科技创始人 蔡道生

一句话提炼:国内唯一实现喷墨金属3D打印和全彩3D打印商品化的企业,国内唯一支持处理3MF文件彩色切片的公司。同时拥有多种传统主流工业级3D打印技术,如SLS、SLA、SLM等。



作为与大数据、人工智能并驾齐驱的第三大风口行业,3D打印(也称快速制造、增材制造)在过去几年来一直广受关注,热点话题不断。


华中科技大学快速制造中心核心成员蔡道生表示,其实3D打印已经有了近三十年历史,之前只是一个很小的行业分支,直到10年以后整个行业突然火了起来:奥巴马说要重视,《经济学人》甚至提出3D打印将会是引领第三次工业革命的技术。

 

大量3D打印专利保护于2013年到期,包括Stratasys在内的老牌3D打印制造商释放了大批专利。在降低3D打印门槛的同时,也让这一风潮从海外蔓延到了国内。加上政府扶持力度加大,资本市场十分看好,中国第一波3D打印创业潮随之开始。


3D打印设备一般分为桌面级和工业级,相比价格和门槛较高的工业设备,桌面机价格低,操作简便,可进行手办、玩具和DIY设计等打印。于是,大量创业者从桌面级切入消费市场。但因技术,资金、设备都不具优势、技术还未成熟以及市场变化,随之而来的是大批初创企业倒掉。

 


郭台铭曾直言,『3D打印无法量产并商业化,不具备商业价值。』他以电话为例指出,可以将电话打印出来,但只能看不能用。因此,3D打印商品无法加上电子零件进行组装,也无法成为电子产品量产。

 

对此,蔡道生解释,3D打印技术最早是快速原型技术,即可以根据设计快速做出形状完全相似的产品原型,但是不具备功能性,大多应用于研究设计初期,只能看不能用的3D打印还属于『快速原型』阶段。

 

后来快速原型发展为3D打印,也称为『增材制造』技术——增材是相对于传统的车,铣,刨,磨这类去材制造而言——即以数字模型为基础,将材料逐层堆积增加,从而制造出实体物品,已经能够赋予产品功能性,属于一种新型制造技术。

 

『以后可能会成为普遍使用的一种制造工具,从工业领域来说,甚至有可能取代数控机床。


与传统的生产方式相比,『增材制造』理论上有许多优势:不需要生产线,降低生产成本,减少材料浪费;能制造传统方法很难做到的特殊形状物品,比如飞机机翼、热交换器;单个物品制造更为便宜快捷,可迅速修改马上『打印』新样品。

 

但目前,3D打印技术技术还不成熟,主要应用于专业研究领域,打印一些很复杂或者普通技术无法达到的物品;缺点是传统工业级设备其实速度很慢,有时候甚至需要几个月,同时成本较高,因此应用范围非常有限。目前,国内的3D打印主要集中在家电及电子消费品、模具检测、医疗及牙科正畸、文化创意及文物修复、汽车及其他交通工具、航空航天等领域。

 

中国及全球3D打印产业规模分析

 

经过2015、2016年看似热络的火热景象,蔡道生清楚,必须深刻思考这个技术的方向到底是什么,或者到底应该怎样做,『很多外行人判断能力有限,有些技术是没有意义的,也许可以赚钱成为一门好生意,但绝对不是一个好的产业。

 

在他看来,真正要赋予3D打印工业革命地位,应该『颠覆』整个制造方式——如果像以前一样的思路和手段,速度上不去,成本下不来,只会成为某一专业领域技术,而不是普遍使用的、影响制造业的技术。

 

有没有方案能使3D打印速度很快,成本很低?

有没有可能成为生产型的批量化普及设备?

自己的技术能不能做得到?

 

蔡道生对此的答案是肯定的。2013年底,他创立了武汉易制科技,以华中科技大学快速制造中心为技术依托,专业从事3D打印设备的研发、生产和销售。是最早从事粘合剂喷射成形(新型高速3D打印技术,简称3DP)开发的企业之一,并且该方向一直居于国内领先水平,被行业媒体评为2015年最创新3D打印企业和2015年十大最受关注3D打印工业企业。

 

到目前为止,他们是国内唯一实现喷墨金属3D打印和全彩3D打印商品化的企业,国内唯一支持处理3MF文件彩色切片的公司,同时拥有多种传统主流工业级3D打印技术,如SLS、SLA、SLM等。



 

而他们的核心技术就是在国内率先推出的阵列式喷墨3D打印技术,与国际巨头HP、GE、DM同步。相比传统诸如激光类型的3D打印技术,这一技术具备功能性、高效、低成本等特点。

 

首先,阵列式喷墨3D打印技术具有功能性,打印出的零件性能类似于传统制造方法,可直接使用;同时打印成本低,本身设备成本远低于传统激光3D打印技术,同时由于对材料的性能要求较低,使得材料成本也极大下降;而且非常高效,可达传统3D打印技术的100倍。

 

通俗来说,3D打印一般是从点到线到面到实体增加材料,而传统激光打印就像用铅笔涂点,然后涂满整张纸,因此速度非常慢;而阵列式喷墨就像几十支排笔,很快就可以涂满。

 

同时,还可利用多组分材料组合不同性能材料,并实现全彩色打印和超大型零件打印,打印零件到一米以上时,速度精度影响不大。

 

基于上述技术,他们推出了三类产品:

 

喷墨金属3D打印机:打印速度快,是 SLM金属3D打印的100倍以上,传统数控切削的20倍;成本低,低于SLM金属3D打印的二十分之一,与传统数控的加工成本相当;可实现两米以上大尺寸打印。可应用于各类模具、各类金属部件、航空航天、医疗等诸多领域。

 

全彩3D打印机:国内唯一全彩色3D打印机,价格只有国外同类产品的1/5~1/10;目前材料主要是石膏,后期会用到高精度弹性材料,主要应用3D人像、建筑模型、地理沙盘、工业设计、创客教育等领域。


铸造用砂型3D打印:属于国内最早相关产品,价格为国外同类产品的1/5~1/10;可全球首创矢量数据传输,直接制造砂模,减少开模环节;原砂打印成本低。

 

由于3D打印技术的特殊性,因此这一产业对材料依赖性较高,也是制约很多3D打印厂商发展的重要因素。蔡道生认为材料和设备一定要有机结合,但是行业里很多割裂了二者,目前他们主要使用一到两种材料,后期将会与高校以及研究机构合作,进一步加强开发。


金属3DP打印工艺原理及制件流程

 

目前,易制科技已经和某鞋厂达成合作,利用3D打印技术制作鞋底模具,正在测试包括3DP金属打印机打印金属鞋垫模具、SLA打印树脂鞋底、SLS打印高弹性TPU材料鞋底(鞋底)。

 

蔡道生介绍,鞋底模具厂一般是数控加工,因为流程比较复杂,因此交货周期一般在几十天到一个月,价格也比较高,八千到一万以上;如果使用3D打印的话,交货周期有望缩短到一天,并且降低成本,『交货周期在这一行业内是十分重要的,有望作为普遍的技术采用。』

 

因为固定成本的存在,批量化制造必须达到一定数量,才可能获取利润——这就是18世纪晚期工业革命带来的制造习惯,使得商品的大规模生产成为可能,从而产生了超乎想象的规模经济,改变了整个经济和社会。

 

而在蔡道生看来,批量制造一定是需要渠道和经销商的。3D打印最大的特点在于可能使得单品制造几乎和大规模生产一样便宜——这就意味着也许不再需要批量制造必须的大量渠道和经销商。对于鞋厂来说,这有可能大量减少渠道和仓储成本,降低新产品开发风险,甚至使得个人工厂、个性化定制成为可能。


针对同一款鞋底铁基模具,

传统铸造(或CNC)工艺、金属SLM 3D打印工艺

和金属3DP打印工艺生产所需时间和成本对比

 

国外从事类似业务的公司以美国的HP、GE、DM和德国的voxeljet为代表,基本都还没有正式进入商品销售阶段;而在国内,易智科技已经扎根了五年,『国内真正做这个东西的只有我们,并且已经形成了一定技术积累和壁垒。』

 

蔡道生相信,这一领域市场足够大;而等到技术发展到一定阶段,3D打印成本会降下来,应用范围也会越来越广;作为初创企业,易制科技只要将产品做得足够好,也根本不需要担心市场和销量,甚至专注某一个领域就足够了。

 

从最初的『快速原型』开始,3D打印从诞生至今已经有了三十多年历史,根据Gartner曲线,它方才脱离『新兴技术』范畴,正寻求真正的一轮市场爆发。每项技术的应用核心都应该是匹配相应的场景,『技术一直在那儿,它们只是在寻求新的出口。』


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