3D科学谷 » Insights采访 //m.mountainsine.com 三维科学, 无限可能! Fri, 25 Apr 2025 02:30:37 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=3.9.40 软件赋能整个增材制造生态系统 l Materialise 创始人Fried Vancraen //m.mountainsine.com/?p=37058 //m.mountainsine.com/?p=37058#comments Wed, 05 Jun 2024 07:00:01 +0000 //m.mountainsine.com/?p=37058

很明显,在全球3D打印格局中,中国已经确立了领导地位。中国应该因此成就而受到认可。

说服用户相信3D打印的优势已经不再是一个挑战。如今的挑战已经从让企业相信3D打印优势转变到指导他们努力优化生产流程并扩大到大规模生产……

3D打印不是单一维度的比拼价格的竞赛,长期的赢家属于真正的价值创造者,只有在携手共同努力降低增材制造的复杂性并努力为客户创造附加价值时,增材制造这个生态圈才能长期良性发展起来。

— Fried Vancraen,玛瑞斯创始人、董事长

 

materialise Fred

 

Materialise玛瑞斯创始人
Fried Vancraen

interview-materialise 1

Fried:

一直以来Materialise持续的这项事业是十分了不起的且值得骄傲的——Materialise通过改善和拯救患者生命,以及通过创新3D打印解决方案推进了工业生产过程,并取得了一定成就。同时,我也非常期待未来的机遇和Materialise将继续推动行业发展所作出的贡献。

每当我回想起Materialise的早期时光,我总是怀着充沛的情感。Materialise当时所拥有的只是一台机器和一个梦想——一个通过利用这项新技术的惊人潜力创造一个更美好、更健康的世界的梦想。

interview-materialise 2

Fried:

五年前,Materialise对中国制造公司进行了调研,以了解他们对3D打印的兴趣和态度。调查显示,当时中国采用3D打印技术的企业主要集中在原型制作方面,对这项技术是否准备好用于制造最终产品还没有很强的信心。

五年前:

- 只有少数人(15%)相信中国公司在采用3D打印方面处于领先地位,而不是像美国、日本、韩国和欧洲等其他主要制造力量。
- 只有15%的中国制造公司考虑采用3D打印技术,而大多数(65%)从未认真考虑过采用这项技术。
- 只有11%的中国制造商认为3D打印已准备好用于生产最终产品。

因此,五年前,中国制造商认为全球对3D打印的采用(在美国、日本、韩国和欧洲等地)甚至可能挑战中国作为“世界工厂”的地位。

而五年后中国的情况大不相同。与其他地区相比,Materialise在中国看到的进展更为显著:

- 成本得到控制;
- 新机器提供了规模上的质量和效率;
- 而且价格实惠的材料使得更大规模的订单成为可能。

在中国,Materialise看到的大规模应用包括生产大量的手机零部件、折叠手机的超薄钛合金铰链以及智能手表外壳的批量生产。这些零部件每年数量可以达到数百万件。

但很明显,在全球3D打印格局中,中国已经确立了领导地位。中国应该因此成就而受到认可。

不过,3D打印不是单一维度的竞赛!实际上,Materialise将3D打印描述为“缓慢革命” (潜移默化的革命)。

interview-materialise 3

Fried:

Materialise注意到另一场竞赛:“卷成本价格的竞赛”。在中国,3D打印公司正在陷入低价竞争的恶性循环,试图赢得新客户。我相信,这对行业和Materialise的客户来说都不是一个成功的场景。

为什么?

因为3D打印的未来不在于单一维度的价格比拼,而在于它提供卓越附加价值的能力。

这就是增材制造设计(DFAM)发挥关键作用的地方。DFAM是指根据3D打印机的能力和优势进行设计,例如几何复杂性和材料定制,这是传统制造技术无法实现或经济上不可行的。

interview-materialise 4

Fried:

当Materialise今天与客户交谈时,他们告诉Materialise什么?

他们告诉Materialise,他们理解3D打印所提供的好处。他们理解3D打印可以提供的卓越价值。但是有四分之三的公司采用增材制造后遇到困难。他们难以扩大到大规模生产;难以调整他们的流程;难以将技术与标准制造流程整合起来。换句话说,说服用户相信3D打印的优势已经不再是一个挑战。如今的挑战已经从让企业相信3D打印优势转变到指导他们努力优化生产流程并扩大到大规模生产。

Materialise称之为“从为什么到怎么做”的转变。

这就是为什么,在这个行业中,行业发展的聚焦点不应该是“杀敌一百,自损三千”式的惨烈的价格战,而是应该竞争为客户提供更好的服务。那就是以价值创造为目的的竞赛!

软件可以在过程中发挥重要作用,为3D打印的每一个步骤注入智能化,实现追溯性,并进行质量控制。

interview-materialise 5

Fried:

实际上,软件的作用远远超出了大多数人的想象。它不仅仅是为了赋能3D打印过程-软件可以赋能整个生态系统。

一个很好的例子是CMF(解释CMF!= 颅颌面的缩写)。Materialise从医学扫描数据开始,进行图像质量检查,进行图像分割,制定手术计划,设计打印工具和植入物,与外科医生沟通并获得批准,创建追溯性,准备打印数据,进行质量控制,确保患者隐私,并交付处理所有这些的过程系统。在Materialise,Materialise为所有这些步骤提供构建块,以降低成本并加快开发速度,同时保持最高的质量水平。

正如您所看到的,完整的软件环境的开发成本远远不止是3D打印机和材料的成本:它包括更多的工程和更多的流程控制。CMF是一个很好的例子,但也有其他例子:眼镜和鞋类。也许对于其他应用来说,软件的作用并不那么广泛,但几乎总是如此,人们都低估了软件的作用。

然而,单独的软件无法解决现有的挑战。它需要合作。

interview-materialise 6

Fried:

Materialise呼吁行业需要携手共创,创建一个稳定和和谐的生态系统,并增加互操作性。行业需要制定标准并简化采用过程,使应用领域的制造企业能够以高质量和大规模的方式为市场提供高质量的最终零件。同时Materialise也需要与我们的客户深化合作,去除现有障碍,使他们能够扩大其增材制造生产。为此,整个行业将不得不付出更多的努力来解决他们遇到的挑战,包括培训和人员发展、确定新的商业模式以及更易于使用的软件和硬件。

3D打印不是单一维度的比拼价格的竞赛,长期的赢家属于真正的价值创造者,只有在携手共同努力降低增材制造的复杂性,并努力为客户创造附加价值时,增材制造这个生态圈才能长期良性发展起来。

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]]> //m.mountainsine.com/?feed=rss2&p=37058 0 Insights l 释放设计自由度的新大陆,3D打印教育如何开展? //m.mountainsine.com/?p=18003 //m.mountainsine.com/?p=18003#comments Sat, 04 Jan 2020 10:32:37 +0000 //m.mountainsine.com/?p=18003 根据教育部发布的《关于“十三五”期间 全面深入推进教育信息化工作的指导意见》,目前我国3D打印行业的专业人才缺口超过千万,制造行业对3D应用人才需求最大,缺口约为800万人,且需求还在不断攀升。

3D打印经历了30多年的发展走过了市场导入期,进入了快速发展期。不久的将来,人们将看到微型工厂,分布式制造成为制造业的常态。之前人类的资源被用来将许多商品从数百或者几千上万公里之外运送到我们手中,这样漫长的碳排放轨迹,我们对地球的资源浪费是不可持续的。环保,零库存,创新是3D打印技术对人类社会贡献的关键词。与3D打印技术发展对应的是,教育也被提上了重要的日程,开发3D打印教育成为能否将3D打印技术潜力运用到极致的前提。

增材制造(AM)的设计自由既是“福”也是“祸”。尽管许多人对增材制造的逐层制造所带来的自由像看到“新大陆”一样的感到兴奋,但同样大量的人最终被增材制造所提供的所有自由而感到瘫痪和无从入手-我应该从哪里开始?

Part_GF_3D systemGF与3D Systems的联合品牌金属3D打印系统所制造的散热器

block 内容为王,结构为梯,增材思维文化推动教育发展

对于教育界来说,面临3D打印-增材制造所释放的设计自由度,目前许多工程专业的学生都将为所有这些自由而苦苦挣扎,因为他们的大部分课程都集中在解决问题,设计规范,满足要求和避免失败上。

对于制造业来说也在发生同样的事情,尽管表现方式略有不同。那些拥有20多年设计加工(或锻造或铸造)零件的经验的人,很难舍弃原有的知识来接受增材制造所释放的设计自由度。

你可以问一个人,“为什么是孔通常是圆的?”,然后看看他的反应。那么既然孔可以是任何形状,应该是什么形状?

问题就出在这里:我们习惯于设计(并教导)如此多的约束,以至于一旦这些约束被消除,我们通常就不知道从哪里开始。这是3D打印-增材制造教育需要深思的,我们如何教会人们塑造增材思维,发挥创造力?

为此面向功能导向的增材制造DFAM教育课程,需要有着精心的结构设计,国际上领先的做法是将DFAM分为两大部分来教授,一部分聚焦于3D打印的限制性(包括理解如何针对AM过程局限性的设计策略,例如,薄壁,悬垂,翘曲/变形,各向异性);另外一部分聚焦于3D打印所释放的设计自由度(包括利用AM进行创新的设计策略,例如,结构一体化,点阵晶格结构,拓扑优化 , 创成式设计,仿真)。

除了精心的知识地图与课程结构设计从内容与体系上的运营层面支持,在3D科学谷看来,我们国家还需要塑造一种增材思维文化

如果将增材制造教育视为一次教育界的战略举措,那么仅仅依靠对3D打印持有热情的人员的推广是远远不够的,还需要从文化层面上进行长期的牵引。

举例来说,如果学生在增材制造方面获得广泛的鼓励与认可,在就业层面上获得更加充分的实习与深度了解3D打印发展前景的机会,深化学校与学生对增材制造的认知,减少学生就业风险,那么基于其本专业进行3D打印领域的学习动机就会增加,创意就会获得发扬。

工业界也发生同样的事情,在现有项目上使用AM进行创新的意愿如果获得鼓励,虽然没有人喜欢失败,但愿意拥抱失败并从失败中汲取教训的人也是推动界限和终身学习的人。这些人或许是企业中的占非常少数的人,这些人需要受到鼓励与支持,因为这些人对企业的创新能力与核心竞争力的发展具有极其重要的作用。

ACAM-education

值得欣喜的是,为大学教育提供增材制造教育所需要的跨界的知识覆盖,为企业教育提供增材制造教育所需要的高度与深度,由ACAM-亚琛增材制造中心中国携手国际增材制造专家打造的在线教育平台计划于2020年formnext深圳国际增材制造展会亮相,这一平台将积极推动我国在增材制造领域多学科的知识与能力建设。

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心坚、志高,行的远 l 访铂力特总经理薛蕾博士 //m.mountainsine.com/?p=17582 //m.mountainsine.com/?p=17582#comments Tue, 26 Nov 2019 09:12:38 +0000 //m.mountainsine.com/?p=17582 铂力特董事长兼总经理薛蕾博士在3D科学谷前两期的采访中谈到铂力特基因好也是一种压力,基因好就应该更努力,干得更好。谈到了增材制造逐渐从星星之火变成燎原之势,薛蕾始终坚信铂力特是一家看得深、走得远的企业。

距离对铂力特的第二期采访已经过去一年半了,那么铂力特有哪些变化?面对着哪些新的挑战?在新形式下,铂力特又做了哪些准备?

站在新起点,心坚、志高,行的远。3D科学谷创始人王晓燕女士与薛蕾博士于德国法兰克福formnext2019展会期间再续话题,再次与谷友分享《Insights.视角》人物采访系列之铂力特篇,本期对话主题:发展

Formnext_Kitty_BLT图:3D科学谷王晓燕(左)与铂力特薛蕾(右),在formnext铂力特展台

l  心坚、志高,行的远 l 

block 十问铂力特

首先开门见山,先睹为快本期的 十问铂力特 l 

 l  新起点

1问: 铂力特成功登陆科创板,给国内3D打印企业带来很大的激励,请问登陆科创板对铂力特带来了哪些积极的作用?

薛蕾:铂力特成功登陆科创板首先是解决资金问题,方便企业为发展进行融资;其次,企业知名度提升,也方便吸引更多的人才;此外,上市对企业合规性的要求,降低企业经营风险,有利于企业良性发展。

2问: 铂力特的迅速发展离不开艰苦与脚踏实地的奋斗,也离不开机遇的相辅相成,有没有最感恩的事情?

薛蕾:感恩的事情很多,包括客户、朋友、同事等等。另外运气也是一个成分,遇到一个好的机遇,并认真的把事情做好。

3问: 站在新起点,铂力特有哪些新的布局?

薛蕾:以金属打印为核心,聚焦主航道,三个技术路线:铺粉、送粉、电弧,基本是围绕金属增材制造,从前端的优化设计,到最终成品零件的交付,完成打造一站式的解决方案。并为此布局金属材料、检测、机加工、热处理等一系列要素。尤其是材料板块,铂力特发力新材料设计领域。总体来说,铂力特围绕金属应用发展趋势,不断的实现自我变革,以应用趋势引领和布局相关技术研发重点和业务发展方向。

 l  国际化

4问: 铂力特参加formnext展,具体的诉求是什么?

薛蕾:大方面来讲,是开拓国际市场,让更多的用户或潜在用户了解铂力特。铂力特认为铂力特给出的解决方案是不错的,给用户带来的价值是有自己的可取之处的。希望这些解决方案让更多人知道,服务更多用户。整体来讲,全球经济一体化,国际化是趋势,铂力特能在国际市场上做什么,取决于自身的能力,客观来讲,市场是全球的市场,必须建立全球的市场观。

5问: 国际化层面有哪些设想?会把R&D 、生产放一部分在国外吗?

薛蕾:现在没有明确要做什么,怎么做,在新的环境里,当明确某个区域的市场要素、研发要素具有优势的话,可以针对性的组织资源来匹配它。一定要有优于其他地方的点,放在这里最合适,还要看这个区域是什么特点,决策点在于资源与优势要素的匹配度与市场发展前景。

6问: 对于铂力特,国际化层面最大的挑战是什么?

薛蕾:铂力特还在研究,如何去做资源配置,做预算看似容易,但是要达到优化的资源配置则需要市场调研,对国际市场更好的理解,对铂力特在国际市场的中长期发展的设想,这些都需要结合在一起考虑。

 l  战略与展望

7问: 铂力特一直提倡“做得出,用得起”,请问,铂力特为什么对性价比有信心?

薛蕾:其实这句话更是对自己的要求、驱动力,这是技术开发层面不断面临的追求与挑战。不过经济性只是其中一个指标,此外包括质量控制和稳定性方面的考虑,这些都是技术开发与市场化方面不变的追求。

8问: 铂力特怎样看待粉末床选区激光熔化的产业化机会?业内有的公司已经做了一个举动,例如把模具团队作为独立的公司分割出去,而原来的公司只卖设备。

薛蕾:从推动技术发展来讲,应用很重要,铂力特一直以应用的开发牵引设备与材料的发展,的确在市场化运作层面,应用的发展处于加速态势,如何应对市场需求的发展,每个公司采取不同的措施,铂力特也不排除自下而上与自上而下的战略相辅相成的发展。

9问: 面向产业化,铂力特如何加强软件和自动化方面的实力?

薛蕾:其实软件和自动化这方面铂力特已经在加强了。这一块的重要性大家都能看得到,也符合新兴技术发展规律,刚开始偏硬件,慢慢的偏软件,铂力特也很重视这方面工作。

10问: “让制造更简单,世界更美好”,铂力特对3D打印行业的发展有哪些期待?

薛蕾:期待越来越好。按照过往发展和现在的发展速度来讲,铂力特感觉是比较欣慰的,因为铂力特是从萌芽期就开始进入的,目前比铂力特刚开始的时候已经好很多了,所以感觉充满信心,与整个产业链的生态企业一起,大家共同努力,目前已经显现出了众人拾柴火焰高的局面,现在搞设备的、材料的、设计的越来越多,原来靠单一的力量解决要花很长时间的,现在通过生态圈的合作伙伴很快就解决了,这些都在加速这个行业的发展。这样大家在行业中认真的做事情就行了,共同推动这个行业的进步。

block 始于足下的国际化之路

薛蕾谈到铂力特对海外市场充满期待,从铂力特的眼光看,制约整个金属3D打印技术发展的难点,除了设备本身之外,材料,特别是为增材制造研发的专用材料,增材制造工艺及材料标准、后处理手段等,都制约了金属3D 打印的发展,所以铂力特一直在苦练内功以获得在国际市场上的竞争实力。

铂力特的一大核心竞争力是基于对金属材料和工艺的深刻理解,以及在应用层面上掌握的丰富经验,凭借对工艺和材料的深刻理解,铂力特进一步推动设备的发展。随着铂力特新厂的建成投产,以及所拥有的从粉末、设备,到3D打印、后处理服务、质量检测在内的全方位技术集成方案,铂力特通过完整的工艺链解决方案,不断提升对金属增材制造的理解、控制和开发能力。

为了满足市场需要,铂力特投入巨大精力对不同金属的3D打印工艺进行优化,关注零件的冶金质量,获得高致密度、高质量的金属零件,在保证合格力学性能的同时让金属3D打印实现了更高的精度和复杂性。

来源:铂力特 (xa-blt.com)

名称:轮毂

材料:铝合金

尺寸:Φ485*210mm

机时:153H

设备:铂力特BLT-S600

技术说明:大尺寸多特征结构,采用铂力特自主研发大尺寸激光精密成形设备整体一次成形,外轮廓辐射筋采用拓扑结构,内部热结区采用镂空结构填充,实现减重8% 。

从设备销售的角度来看,铂力特在2017年开始成功向德国销售、交付出铂力特品牌设备,目前,铂力特与空客集团的合作更加紧密。欧美地区、亚洲地区对铂力特的关注度也很高,不仅仅是设备的销售,包括铂力特的3D打印服务和其他产品,铂力特也会在国际市场有更多尝试。

正如铂力特公司首席科学家黄卫东所言:“世界上最美好的事情就是把复杂的事情简单化,3D打印让设计更自由,制造更简单。” 铂力特相信国际化之路是一条升华美好的事情,这条路上铂力特已积累了成熟的增材制造应用经验,例如制造轻量化减重结构、复杂内腔结构、整体化功能集成结构、快速研制与快速制造、组合制造、修复和再制造等。在迎接国际化挑战的同时,将进一步提升铂力特的实力,从而让设计更自由,制造更简单!

block 以自信立足专业化市场

面对国际市场,铂力特在formnext展会上亮相双激光双向铺粉设备BLT-S400,现场展示BLT-S400铺粉检测功能。BLT-S400是铂力特针对零件的批量化打印开发的选区金属熔化增材制造设备,设备支持铂力特自主研发的智能互联BLT-MES系统,并通过了CE安全认证、ATEX防爆评估及FDA激光安全注册,可持续为航空、航天等高端领域用户提供服务,受到用户一致好评。设备经过自检功能升级,可实现打印全程铺粉状态自检测,并根据检测结果对粉末不均匀的打印层再次铺粉,及时调整铺粉状态,保证零件成形精度在可控范围内。

来源:铂力特 (xa-blt.com)

名称:航空发动机风扇叶片

材料:钛合金

尺寸:400*400*780mm

机时:20H

设备:铂力特BLT-S500

技术说明:3D打印实现内部镂空减重的风扇叶片一次成形,与传统机加相比,加工周期短,节约原材料,内部镂空区域设计空间大,可实现造型更多样。

展会现场,铂力特发布了BLT-S310、BLT-S320、BLT-S400及BLT-A300设备高端选配功能:永久过滤系统、反吹过滤系统及BLT-A300设备模具自动嫁接功能,为用户提供更加安全、更加高效、更加智能的数字化生产方案。

永久过滤系统采用H13等级特制滤芯,超长使用寿命无需更换滤芯,有效避免成形过程中断;同时滤芯可实现完全表面过滤,维护工艺稳定的同时,还可有效阻燃粉料,保证设备在低氧环境工作,大幅增加设备操作安全,避免金属粉尘易燃易爆危险。

反吹过滤系统可实现三级过滤,滤芯定期自动清理,使用寿命超过1500小时,并可过滤多种材料粉尘,无惧换粉挑战;同时,系统内部紧凑的模块化设计、全面的安全性保障,为设备长时间稳定高效运行保驾护航。

自动嫁接功能是铂力特针对模具行业,在BLT-A300设备现有功能基础上,开发的全新自动化解决方案,可实现零件自动嫁接。设备内部采用高分辨率工业相机、自主研发控制软件、智能优化算法,精准提取嫁接基座轮廓与内部特征信息,高效完成复杂模型与嫁接基座位置偏差计算,自动实现模型校准,同步完成出光打印。

薛蕾谈到铂力特在技术的快速之路有自己的心得,为了积累大量的经验,为了抢占发展的时间窗口,一次向铂力特的生产部门投放多台新型号的设备,在高强度的运转下通过这些设备不断发现问题,加速迭代水平,积累竞争优势。从这方面看,投入与产出永远是一对因果关系。薛蕾认为这个过程省不了劲,只有认真去做,考虑市场需求,在人力、物力上大量的投入,才能建立企业自身的核心竞争力。

block 以危机感加快前进步伐

面对国际市场的挑战,薛蕾认为保持头脑清醒和危机感是必要的。目前中国与国际市场相比,在应用场景方面,仍有一定的差距。总结下来,挑战来自于行业发展的节奏与3D打印技术成熟的速度不匹配,期待国内的应用市场能够加快发展,否则与国际的差距一旦拉大,将会反过来制约国内3D打印技术成长的速度。

企业的成长需要解决从0到1的问题,还需要解决从1到n的挑战,目前,铂力特公司无论在规模、技术、质量方面都做好了迎接市场井喷式发展的准备,而如何实现从1到n,一方面寄希望于国内庞大的制造业市场的快速觉醒,另一方面在努力开拓国际市场的发展道路。

来源:铂力特 (xa-blt.com)

名称:创新设计树

材料:钛合金

尺寸:400*400*1200mm

机时:500H

设备:铂力特BLT-S500

技术说明:树结构总高1200mm,树根及树干上部主体结构由异形曲面拓扑结构构成,树干下部主体结构由螺旋管路特征、薄壁夹层类涵道特征、散热翅片及内流道特征构成,树干上部各处树枝由不同结构特征镂空点阵构成,镂空结构均为空间生长,整个仿生树结构基于SLM技术一次打印成形,融合了薄壁夹层、异形曲面拓扑结构、内流道、空间镂空结构点阵等多重难加工特征,零件最大尺寸达到米级。

随着铂力特在国内科创板上市,薛蕾表示越往前走未知的挑战越大,困难越多,而且没有可借鉴的解决方案,但是企业还是要走下去,除了迎接挑战没有别的办法,开弓没有回头箭,再难也要走。

的确,对于铂力特这样的科技企业,在发展当中,需要不断的对新技术进行探索,去大量地投入研发,同时还需要面临各种竞争,考虑到3D打印行业正在以一日千里的发展速度前进,其竞争的挑战不仅仅来自于同领域的技术,还来自于可替代领域的技术层面。

薛蕾表示未来的很多困难一定是没有经历过的,经历过的已经解决掉了。为此,薛蕾坦言“逆水行舟不进则退,进的慢也是退。没有万用的良方,只有活到老,学到老,不断的学习,解决一个一个的苦恼。”

薛蕾表示铂力特公司的发展与行业的发展脚步是一脉相承的,虽然未知的挑战与困难很多,但是他对铂力特的发展和行业的发展都有坚定的信心。基于对增材制造技术的理解,始终心怀美好,而正是这一份心怀美好,支撑铂力特由小到大不断前行,前行的过程的确是艰辛的,有时候错过机会或者发展速度不够快也会为自身带来一定程度的风险,这使得在经营企业的同时不仅要保持警醒,还需要有终身学习的能力,不仅仅是他个人,还包括铂力特所有的员工。

在笔者看来,薛蕾所提到的心怀美好,或许是目前每一位前行在3D打印路上的同行所共有的坚持,这份坚持与个人理想和人生追求有关,与民族情怀和民族使命有关,希望将来有一天,在业界同仁的共同努力下,这份美好能够演化成更璀璨的民族增材制造未来,为中国的制造业转型升级,为制造业的附加值创造添砖加瓦。

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知之既深 行之则远

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《3D打印发展趋势及中国市场的机遇与挑战》

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3D打印巨头Stratasys在中国的发力点与策略 l 访Stratasys大中华区总经理安志杰 //m.mountainsine.com/?p=13839 //m.mountainsine.com/?p=13839#comments Wed, 12 Dec 2018 05:21:08 +0000 http://www.51shape.com/?p=13839 提起Stratasys,如今很多产品已经被中国市场熟知,其典型的“拳头”设备包括高精度的Stratasys J750全彩多材料 3D 打印机,以及能够达到工业制造领域所需要的强度、耐久性和规模生产能力的Fortus 450mc、Fortus 900mc熔融沉积成型(FDM)3D打印系统。

一方面是达到逼真彩色效果的高精度3D打印,另一方面是达到高通量、高强度以及符合航空要求的高性能产品的3D打印。Stratasys可以说在塑料3D打印领域一直在实现一次次的自我突破,不断的围绕着设备、材料、软件为应用市场带来完整的解决方案。

一边是快速发展的技术,一边是层次丰富、需求多样的中国市场,对于刚刚上任的Stratasys大中华区总经理Michael Agam (安志杰)来说,他是如何看待Stratasys的发展逻辑的呢?他又是如何理解中国的3D打印市场并如何为Stratasys在中国的发展做好布局呢?笔者与安志杰先生如约进行了《Insights.视角》高层访谈系列的采访。

Agam and Kitty图片:Stratasys大中华区总经理Michael Agam – 安志杰
3D科学谷创始人Kitty Wang – 王晓燕
(从左至右)

block 3D打印,一切都在变化中

话题从安志杰本人的经历开始谈起,在加入Stratasys之前,安志杰所从事的业务是面向工业4.0的需求,为传统制造商设计并提供智能制造、大数据、 AI解决方案。谈及其之前所从事的人工智能领域与3D打印的关系,安志杰自信的谈到基于大数据的算法与软件在3D打印的质量预测与控制、产品认证、以及端对端的解决方案中所发挥的重要性,人工智能将在3D打印这一以数字制造为典型特征的制造技术中发挥越来越重要的作用。所以他并没有感觉到自己从不同的业务领域切换所带来的挑战,而是看到了异业结合所带来的优势。

Stratasys作为安志杰新的事业平台,安志杰认为无疑最令人兴奋的是Stratasys所提供的应用空间的扩展性,他说在中国,新的应用不断的涌现,拿宝马MINI的定制化汽车零件来说,Stratasys通过与宝马的合作,目前在中国已经接到了很多来自宝马MINI定制化汽车零件的订单。这让Stratasys也看到了未来更多C2M(顾客对接工厂)模式的契机。

不仅仅是定制化汽车零件,就汽车行业来说,在中国,Stratasys还在跟包括上汽集团、通用汽车等加强合作,他很高兴这些汽车厂商将Stratasys作为值得信任的合作伙伴,一起开辟新的应用空间。

的确,3D打印正在加快产品的研发速度,按照传统的制造模具的节奏,一个产品的开发周期是十分漫长的,而市场的需求已快速发生变化,这使得在研发阶段,如果不使用3D打印技术,那么这样的厂商将无法获得产品快速迭代竞争赛场上的一席之地,3D打印技术成为不可或缺。

工装夹具领域,安志杰也看到了3D打印极强的生命力。目前,宝马汽车已在欧美工厂中大量应用Stratasys的工业级FDM 3D打印系统制造汽车生产线中所需要的定制化夹具,这些夹具采用高强度尼龙材料或轻量化的复合材料,与传统方式制造的金属夹具相比,这些3D打印的夹具制造周期短、重量轻,使工人操作起来更加容易。

Stratasys-fixtures图片:Stratasys 3D打印的工装夹具,来源Stratasys

不仅仅实现了定制化的工装夹具,还避免了以往过重的工装夹具所带来的投资和材料的浪费,尤其是以往有的夹具非常重,不仅消耗了大量的能量,如果操作不当,还会砸到产品上,造成破坏,而Stratasys为工厂提供了种类繁多的工装夹具,轻便、灵活、高效。

而在最终的零件制造领域,安志杰谈到 Stratasys的特点是材料范围的广泛,从消费级到航空航天领域,拿Stratasys Fortus 450mc、Fortus 900mc熔融沉积成型(FDM)系统来说,这些3D打印设备可为航空制造业制造的最终零部件,如飞机安装的书报架,以及零部件设计原型。

光固化和熔融沉积成型这两大塑料3D打印技术领域扎根的基础上,在新技术的开发与投资方面,Stratasys有着很多让安志杰感到兴奋的进展,他形容每天都在变化中。

塑料方面,Stratasys正在进入到高速烧结技术领域,通过与英国赛尔公司(Xaar PLC)的合作,双方合资成立赛尔3D有限公司。新的合资企业基于高速烧结技术来开发3D打印解决方案,并充分发挥赛尔及Stratasys之间的自然协同效应,尤其是Xaar所拥有的高速烧结和工业压电喷墨打印头相关技术,以及Stratasys在商业及市场方面的专长。

Stratasys在应对市场竞争,打造自身优势方面做了积极的布局,不仅仅战略投资很多新兴的具有颠覆潜力的3D打印技术,还通过“研发”+“孵化”的方式培养自己的实力。Stratasys研发孵化出的第一家是Evolve Additive,它最初是Stratasys研发实验室的研究重点领域。而分拆新公司是基于Stratasys需要关注其核心业务,并可以更自由地从外部获得更多资金。据称Evolve的STEP技术至少比粘结剂喷射过程快一个数量级。虽然这个过程暂时在未来两年内不会商业化,但这让Stratasys拥有了强大的未来增长的潜力。

视频:面向生产的Evolve STEP技术

不仅仅是塑料以及复合材料的3D打印,应对快速发展的市场需求,在金属3D打印领域,Stratasys在早期就完成了对独角兽企业Desktop Metal的投资。不仅如此,Stratasys还将要正式推出其创新型的“层状粉末冶金”(Layered Powder Metallurgy,即LPM)金属3D打印技术。安志杰形容Stratasys的风格是一定要脱颖而出,否则就不去做。虽然目前还不能透露技术细节,但是安志杰强调这款设备将使金属部件的生产比以往任何时候都更快、更容易且更具成本效益。

视频:Stratasys 将要推出的LPM金属3D打印技术

block 中国市场,更加成熟专业的用户

谈到2018年Stratasys在中国的业绩表现,安志杰表示2018年对中国的大多数制造企业来说都是非常艰难的一年,中国3D打印行业的增速并不如市场预期。但就Stratasys的业务来说,2018年的设备销量实现了稳步的增长,与2015年相比,Stratasys在中国所面向的用户也发生了明显的变化,现在,他很高兴的看到用户非常清楚他们想要的结果,他们会提出很多专业要求,这些用户不仅理智,而且有着对自己的业务需求和3D打印技术明确的理解。

针对材料选择方面,笔者就着塑料领域不同的设备厂商采取不同的与材料厂商合作的战略展开了对话,对于材料的选择来说,中国的用户是不是更倾向于开源的材料选择呢?安志杰表示,诚然对于3D打印设备厂商来说,推出不同种类的材料是一项收入来源,但这并不是最重要的,对于3D打印结果来说,有很多的因素影响产品的性能表现,材料对于3D打印设备并非是孤立的存在,而是基于3D打印设备特定的加工参数下才能够获得理想的加工结果。在市场上,的确会有用户选择了其他厂家的材料,然而经常会发生材料堵塞,并导致设备出现故障,为了稳定可控的3D打印质量,Stratasys采取了一站式服务的市场战略,即为用户提供从3D打印设备到软件到材料的完整解决方案。

Stratasys-material图片:Stratasys 推动材料价格更具性价比优势,来源Stratasys

3D打印材料价格的昂贵一直是行业发展的一大困扰因素,笔者看到,Stratasys在引领材料价格的性价比优势,最近,针对中国市场,Stratasys还推出了PolyJet特惠装,涉及最受市场欢迎的Vero?与FullCure720?系列基本树脂材料,Stratasys Vero系列和FullCure720系列树脂是常用的原型制作基础材料,能够在机械性能、美学/逼真度、尺寸精度和特征细节等方面更好地满足用户的应用需求,特别适合于消费品、电子产品、医疗设备、汽车领域的设计师和工程师、打印服务中心等。在安志杰看来,中国的市场潜力非常大,Stratasys要在中国获得长足的发展,首先需要尊重这一市场的特点,包括对价格的高度敏感,而要赢得用户的长期信赖,则需要不仅仅提供性价比高的产品,还需要提供一站式的解决方案。

安志杰形象的描述了用户并不关心你是谁,你的技术到底有多酷,他们最关心的是你能为他们创造怎样的价值的这一心态。Stratasys正在推出一种应用于医疗模型3D打印的新技术,在精度和色彩方面都比原来的技术有很大的提升,并且能逼真模拟人体组织。而对于医院里的医生来说,他们的专业是治病救人,医生会提出一个简单的要求,从MRI这样的扫描结果到完整的医疗模型,如何让这个过程顺畅、无缝衔接?这是Stratasys要为他们解决的问题,这是Stratasys赢得市场信赖的路径,也是Stratasys提升竞争力,获得长远发展的基础。

的确,Stratasys一直致力于提供一站式的解决方案,这一点在医疗、教育、航空航天、汽车等应用领域有着明显的体现。

Stratasys-FDM图片:Stratasys 致力于提供一站式生产解决方案,来源Stratasys

拿航空航天行业来说,由于 3D 打印产品申请FAA认证的流程向来复杂繁琐,Stratasys还专门推出了全新的Stratasys F900 MC飞机内饰认证解决方案(AICS)。该解决方案基于Fortus900 MC型高性能FDM打印机,旨在简化并加速3D打印飞机内饰组件获得美国联邦航空局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)的认证流程,可满足飞行部件在性能及可追溯性方面的严苛需求,同时也为3D打印零件认证创建了一个清晰的路径。

block 变化,为了更好的发展

在采访的最后,安志杰提到了他在美国迈阿密遇见的一位医生,他通过Stratasys的解决方案迅速获得了对一位心脏病人病情的准确诊断,从而挽救了这位病人的生病,他很有感触的谈到我们平时接触的数据是冷冰冰的,制造是冷冰冰的,但是在这些技术的背后却是一个温情的世界,那位迈阿密的医生因为从3D打印的技术中领会了3D打印对医疗行业的作用,他非常愿意跟世界各地的人分享他的经历,因为这与人的生命有关,这让医生的工作发生了一次飞跃,安志杰感到3D打印正在改变医疗行业的方方面面,医生成为真正意义上的治疗专家,一方面3D打印制造技术让诊断和治疗更精准,另一方面那些普通的工作例如读取化验结果正在通过人工智能所替代。

在安志杰看来,因为3D打印的存在,让很多事情获得了改变,让生命得到挽救,让制造更精益,让产品性能更高,让浪费变得更少。3D打印之美,美在推动变化的发生,美在让世界更美好

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3D打印行业透视@Formnext l 对话UL增材制造首席开发工程师; AMUG总裁Paul Bates先生 //m.mountainsine.com/?p=13594 //m.mountainsine.com/?p=13594#comments Thu, 22 Nov 2018 07:42:48 +0000 http://www.51shape.com/?p=13594 Formnext 2018展会期间,3D科学谷联合创始人Korinna Penndorf 女士与3D打印行业专家进行了访谈,通过5个问题的问答揭示行业发展机遇、挑战与趋势。

3D打印行业透视@Formnext的本期被采访对象是UL增材制造首席首席开发工程师; AMUG总裁Paul Bates先生。

本篇文章为formnext 2018 3D打印行业透视最后一篇采访文章,在此让我们向3D科学谷联合创始人Korinna Penndorf女士致以感谢。身怀六甲的她不仅承担了不可思议的工作量并出色的完成了所有的访谈,她还亲自做了访谈的英文笔录,为3D科学谷本次formnext期间希望通过更广的视角来透视行业发展的心愿画上了圆满的句号。

希望这一系列的文章能够对您驾驭3D打印这一时刻在变化的技术领域有所帮助。

UL

左: Korinna Penndorf, 3D科学谷联合创始人;右: Paul Bate, UL增材制造首席首席开发工程师; AMUG总裁

About Formnext
Q1. 贵公司Formnext展会上有哪些亮点?

A: 从AMUG增材制造用户大会的层面来说,我很高兴在formnext见到我们所有的赞助商。此外,还有很多参展商将于2019年4月在芝加哥参加AMUG,很高兴在这里见到他们。

所有AMUG的工作人员都是志愿者,包括我自己。我平时的工作是为UL工作,从UL的层面来说,我可以在这里做一些市场研究。最近,UL宣布了新的增材制造安全计划,我们很高兴通过formnext向制造商介绍。有的3D打印服务商有不同的机器,那么UL很高兴从安全角度支持他们的工作。此外,formnext展会上有一些参展商他们拥有数据管理,数据安全和仿真模拟软件,这是UL非常感兴趣的内容。

About Business
Q2. 在您的公司,今年的3D打印业务与去年相比的业绩是怎样的?

A:  我们看到了增长,因为我们的客户现在比以往任何时候都在打印更多零件。因此,从UL的角度来看,我们的客户正在制造更多的零件,并进行更多的生产而不是原型制造。当然,我们所看到的是普遍增长,从细分角度看,金属3D打印的增长速度非常迅速,新的参与者很快就会进入市场。已安装的机器总数正在快速增长。这也带来了很多正在学习增材制造技术的新人,UL的培训可以支持他们完成工作。

对于AMUG增材制造用户大会来说,AMUG的与会者有不少已经从事了三十多年3D打印的专家,新来者有机会坐在他们旁边,向专家学习,直接与他们互动。

About Challenges
Q3. 当前贵公司3D打印相关的业务所面临的主要挑战是什么?

A: 我认为增长是最大的挑战之一,增长是一件好事,但是,当我们看到更多的公司正在进入到增材制造领域的时候,风险也在积聚。风险来自生产本身,也来自投资,如果我们不能很好地控制风险,这可能会伤害到行业发展本身,我们看到增长的速度越快,我们需要控制的风险就越大。

为了控制风险,教育是关键。通过教育,用户可以更全面的理解3D打印技术。对于正在购买该技术的公司,了解您正在购买的技术,拥有一个非常好的商业计划,将降低运营风险。否则将伤害您的业务,伤害您的投资者,同时也会伤害行业发展。

所以我们不仅仅从增材制造中看到价值,还应该看到出现的挑战,这可以帮助我们最终提高效率和创新能力。

About the industry
Q4. 关于3D打印行业的发展,您怎么看待2018年的发展情况,您觉得站在行业发展的角度,今年主要的发展以及障碍有哪些?

A: 对于2018年,我认为有很多技术与应用层面的发展,无论是Desktop Metal还是HP或其他公司推出的新技术。其实这些技术将如何影响应用领域,我们还并不十分了解,但无疑这些技术正在影响我们制造的方式。所以我们更加需要了解和全面认识这些技术的应用潜力,开发有效的方式来为我们的客户增加价值。

About the future of AM
Q5. 您个人或者您公司对与未来5年增材制造行业的发展看法如何?

A:  展望未来五年总是有点挑战的,不过有一个判断是材料开发成为驱动行业发展的主要因素。在增长中,我们将会看到,良好的应用必须由材料驱动。

我们看到金属领域的材料更加丰富,包括更多关于铜的讨论,这是一个巨大的机会。其他材料,无论是增强塑料还是新陶瓷,我认为未来5年内将不断涌现新的材料,这些不同的材料,将推动不同应用的深化或更多应用的出现。

关于AMUG:是增材制造行业的用户盛会,详细信息请登陆http://www.amug.com
关于UL:UL 作为全球安全事业领导者,自创立之日起便以“创建一个更加安全的世界”为使命,致力于为全人类创建更安全的工作和生活环境。自1980年进入中国以来,提供本土化测试、认证、检验、培训和咨询服务,助力中国企业应对挑战,提升国际竞争力。

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3D打印行业透视@Formnext l 对话沙特基础化学增材制造高级经理Keith Cox先生 //m.mountainsine.com/?p=13571 //m.mountainsine.com/?p=13571#comments Tue, 20 Nov 2018 08:21:06 +0000 http://www.51shape.com/?p=13571 Formnext 2018展会期间,3D科学谷联合创始人Korinna Penndorf 女士与3D打印行业专家进行了访谈,通过5个问题的问答揭示行业发展机遇、挑战与趋势。

3D打印行业透视@Formnext的本期被采访对象是SABIC(沙特基础化学)增材制造高级经理Keith Cox先生。

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左: Keith Cox,沙特基础化学增材制造高级经理  ;右: Korinna Penndorf, 3D科学谷联合创始人

About Formnext
Q1. 贵公司Formnext展会上有哪些亮点?

A:SABIC在3D打印领域最初是作为原材料供应商,我们积极从事增材制造业约10年了,主要向Stratasys提供材料。Stratasys的ULTEM材料和长丝主要来自于我们的SABIC的产品组合。

2017年,SABIC还为Stratasys开发了专门用于Stratasys设备的各种长丝材料。今年不同的是我们正在将合作范围扩宽,您可以在显示屏上看到已在各种其他开放平台系统(如Roboze,3NTR,Apium)上打印的部件。我们的目标是尽可能广泛地推出我们的材料,以推动应用开发。我们的重点是推动新的应用空间的发展,并推动更大批量生产。我们的主要目标是为提供3D打印设备厂商提供这样的材料,从而实现更大批量的生产应用。

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图片:SABIC为行业提供ULTEM材料以及ULTEM长丝,来源SABIC

长丝领域的新材料方面,我们为ULTEM 9085开发了一种新的支撑材料,这是一种易于释放的支撑材料。我们正在对该产品进行最终验证,并进行商业化准备阶段。这款产品应该在明年1月份正式商业化,目前我们从最初的3D打印服务商和设备制造商合作伙伴那里得到的反馈是,它可以节省零件移除支撑材料过程的大量时间,这是非常好的反馈。

我们确实展示了另一件事 – 我们在这里告诉大家 – 实际上我们去年推出的产品是LEXAN™ EXL AMHI240F长丝。它是一种聚碳酸酯共聚物,其抗冲击强度是标准聚碳酸酯的4倍。今年,它被TCT认可为“年度创新材料”。

沿着这些方向,我们还有很多新的长丝,很快就会商业化,拿FST系列产品举例来说,这一系列的产品主要是用于航空航天工业行业,满足航空航天行业关于低烟雾规定,这一系列材料由聚碳酸酯制成。

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图片:烧结非结晶材料,达到96%以上的致密度,来源SABIC

在SLS领域,我们拥有我们认为非常独特的技术,能够在SLS选区激光烧结设备上烧结非结晶材料,*之前SLS设备传统上使用的是半结晶材料。我们用在SLS设备上的一款非结晶材料是聚碳酸酯PC材料,通过激光烧结零件可以达到96%以上的密度,并且这款材料是100%可回收的。其他材料方面,我们目前还有聚氨酯概念验证部件,也是非结晶材料的激光烧结部件。

我们非常活跃的另一个领域是大幅面打印。比如Local Motors的Strati汽车和最近他们的Olli自动驾驶电动班车。我们还为一家名为CNC-Barcenas的公司提供了用于远洋船舶的通风格栅的3D打印材料,这个格栅很大,相当大的烧烤架。每艘船都有40个或更多这些通风格栅,但它们都有不同的尺寸,因此非常适合通过3D打印来实现。
4图片:SABIC材料制造的飞机内饰面板,使用LNP™THERMOCOMP™AM EC004XXAR1复合材料通过Thermwood的LSAM®3D打印设备打印,这种材料基于ULTEM™树脂,含20%碳纤维增强材料。 图片来源SABIC。

我们认为,大型增材制造需要各种不同的基础树脂作为载体,SABIC从提供基础树脂开始,然后添加填料,可以是玻璃纤维,碳纤维,可以是磨碎的玻璃或任何其他类型的材料,具有不同的适用性,适用于不同的应用。就在formnext展台上还展示了一个用于飞机内饰板的热成型工具的例子。

总体来说,我们很高兴能够推动这些类型的技术发展,这不仅拓宽了材料组合,更是拓宽了设计师可以实现的应用空间,我们认为最终这将推动行业应用的发展。

About Business
Q2. 在您的公司,今年的3D打印业务与去年相比的业绩是怎样的?

A:与SABIC集团的业务来说,增材制造业务仍然是集团业务中的很一小部分。不过这部分虽然很小但正在增长,同时我们看到了增材制造的价值与发展潜力,这些材料的独特性配合3D打印技术可以制造传统技术无法完成的零件,所以说我们看好的是行业发展方向,这是非常积极的一面。

About Challenges
Q3. 当前贵公司3D打印相关的业务所面临的主要挑战是什么?

A:挑战来自于需要为正确的应用匹配和开发正确的材料与技术,目前仍有非常少量的材料可供使用,我们关注的是在进入不同行业时所面临的新的应用的发展空间。不同的行业及其监管要求都需要不同的产品性能,很多精力需要专注于开发差异化的材料,航空航天就是一个例子,医疗保健产品也有一套不同的法规,甚至是铁路行业的需求也不尽相同。这里不存在以不变应万变的良方,随着增材制造应用的深入,新的应用领域不断出现,我们需要尽快开发出正确的材料以满足不同应用的需求。

About the knowhow
Q4. 如果把视野投在更广泛的应用领域,扩展到包括家用电器或一般消费品领域,SABIC这样的大型材料公司的背景,包括从注塑成型行业所获取的经验,是否可以以某种方式转移到增材制造领域?SABIC是否从某种程度上在跨行业应用领域受益?

A:的确,SABIC这样的大型材料公司的人员可以与您详细谈论航空航天、医疗保健、消费电子、汽车行业等不同行业的需求和发展变化。因此,我认为知识库和对每个行业在材料性能,规格和质量方面要求的理解方面都是独一无二的。基于对材料和应用两个领域的理解,我们在增材制造行业具备了更坚实的基础。例如,我们的长丝质量非常高,因为我们知道它与您可以生产的零件的质量直接相关,所以在长丝领域的积累可以转移到增材制造行业。

About the future of AM
Q5. 您个人或者您公司对与未来5年增材制造行业的发展看法如何?

A:我们预计该行业将继续保持两位数增长。不确定性是具体是什么因素在驱动这样的增长。3D打印用于规模生产是大家共同的理想和目标,然而这会发生在5年,10年或20年吗?这很难说。我认为大规模定制和较小规模的生产运行仍将是短期内增材制造的聚焦点。为了实现全面的大规模生产,仍有许多障碍需要克服。即使是我们现在环顾formnext展会,你会发现很多小型或独特的小众应用,我认为将继续以这种方式发展一段时间,具体是多少年很难说,不过有一点是清晰的,未来五年将继续快速增长。

*根据3D科学谷的市场研究,国内已有SLS技术加工PC的案例,具体信息请参考3D科学谷发布的《3D打印塑料白皮书

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谈3D打印在中国的落地与发展逻辑 l 访Materialise创始人 //m.mountainsine.com/?p=13073 //m.mountainsine.com/?p=13073#comments Wed, 26 Sep 2018 04:28:34 +0000 http://www.51shape.com/?p=13073 提起Materialise,3D打印行业颇为熟悉的是其软件、医疗、打印服务。软件方面,从用于设计优化的Materialise 3-matic,到打印文件准备阶段的Magics以及e-Stage,再到优化设备潜能的Build Processor, Materialise Control Platform以及Inspector,再到管理多台设备的车间级管理解决方案Materialise Streamics,Materialise可以说是渗入了3D打印领域的方方面面。

上一次采访刚好两年时间,9月19日在上海的“以核心技术助力创造有意义的应用” 为主题的2018玛瑞斯大会期间,笔者再一次与Fried Vancraen如约进行了第二次《Insights.视角》高层访谈系列的采访。

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图片:Materialise创始人Fried Vancraen,3D科学谷创始人王晓燕(从左至右)

 block 3D打印落地的挑战

话题从一副眼镜开始,Fried戴的眼镜的镜框是由3D打印技术制造出来的,这副眼镜根据他的面部形状而定制,不仅戴起来轻松,由于匹配Fried的瞳孔孔距,这样他工作一天下来眼睛的感觉就会不像原来那么劳累。

Materialise开发了专门的3D扫描技术,对消费者的面部轮廓进行高分辨率扫描,随后,Materialise软件与其进行对接,根据佩戴者独特的面部特征定制镜框,镜框的颜色以及细节均可以调节,从而设计出一款贴合佩戴者面部尺寸,瞳距与镜片的光心位置精确匹配的镜架。不仅仅支持扫描与设计,Materialise的软件解决方案可以支持定制化眼镜的大批量生产及生产管理。

不仅仅消费者受益,销售眼镜的商家也不需要囤积大量的眼镜从而承担造成卖不掉后的库存积压风险,并且减少浪费。

那为什么这样的3D打印眼镜没有风靡眼镜店呢?市场没有打开,价格一定是高昂的,那么除了当前的价格原因,还有什么约束因素呢?

由一副眼镜开始,Fried提到3D打印行业发展的痛楚,他说大多数时候,大家会以为当有了一个好的产品诞生后,这个产品会一下子受到广泛欢迎,从而产品像自己会卖掉自己一样形成迅速铺开市场的局面。当发现这种产品并没有实现大家期待的自我销售,大家又开始质疑这种创新并感到失望。这不仅仅在中国,在全世界范围都会普遍存在。

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图片:Materialise创始人Fried Vancraen

正如Fried所提到的,并不是在设计师改变他们的设计思维,完成他们的设计理念的转变后(Mind Shift)就可以带来3D打印技术的遍地开花,3D打印技术要实现与应用端的深度结合,需要从设计到生产、销售、商业模式、供应链等多个层面的创新。一副小小的眼镜要通过3D打印技术来实现定制化生产,眼镜店还需要配备恰当的扫描仪,还要有人懂得如何操作使用,如何建模,如何帮助消费者形成订单,并且整个供应链还需要做出调整。

这一点笔者也深有感触,深深感到3D打印作为一种生产技术,在推动产品创新的时候也带来了对原有产能、商业模式和供应链的冲击。就拿眼镜行业来说,我们不能片面的去看技术解决了什么样的痛点,而低估了传统供应链包括既有的分销体系,订单管理,销售链路跟踪,定价体系,佣金体系,人的理念等各方面因素的对3D打印技术渗透这个行业所带来的层层阻力。不仅仅是眼镜这样的消费品,大到汽车这样的工业制造行业更是处处充满挑战,虽然汽车制造行业是最早引入3D打印技术用于原型制造的,然而汽车产业庞大的技术认证体系,复杂的供应链方式,极高的制造效率要求,使得3D打印的产业化之路颇为艰辛。

block 基础设施与脊柱支撑发展逻辑

Materialise的存在是帮助3D打印技术获得更好的应用,帮助解决3D打印进入产业化领域的挑战。

成功创业的企业家们有一个一致的特点,那就是他们觉得他们可以解决市场上存在的一些问题并为用户创造价值。

那么在Fried看来,Materialise的价值创造背后是怎样的一种理念在支撑呢?

关于这一点,我们可以通过Materialise的使命获得更好的理解,Materialise是通过Materialise的软件和硬件基础设施以及对增材制造的深入了解,创新产品开发,从而创造一个更美好,更健康的世界。

在Fried看来,Materialise为3D打印行业提供了走向增材制造阶段与行业应用深度结合的基础设施。由此笔者跨界联想到关于微信的开发,当腾讯决定有所为有所不为的时候,他们决定了做通讯工具这样的基础设施,而将应用开发以及微店这些可盈利的商业模式留给了合作者,这在商业哲学上颇有异曲同工之处。

由此,笔者还想到Fried曾将Materialise比喻成3D打印行业的脊柱(backbone),那么基础设施与脊柱又是什么样的关系呢?而在Materialise的产品中,哪个更担当了“脊柱”的角色呢?

Fried解释说Materialise帮助用户开发有价值的应用,而不从事其用户所从事的业务,也就是说不与其用户竞争,从所发挥的价值角度来说,Materialise为业界提供的是一种基础设施。Materialise的业务有力地促进3D打印技术与应用的结合,从重要性的角度来看,Materialise起到了“脊柱”的支撑作用。

关于那个产品的重要性更高?Fried打了一个形象的比喻,人体的脊柱是多个脊柱块组成的,很难说哪一块更重要,而且块与块之间相互连接,相互支撑,成为一个有机的组织。另外,如果单独拿来一块,还可以跟其他的软件厂商,例如西门子,达索的软件形成互补,成为其他软件厂商的“脊柱”中的一块。

那么,Materialise是否担心其他软件厂商出于战略的需求而创造出同样的产品呢?Fried打了另一个形象的比喻,就像是手机行业的软件,Materialise提供了一种类似于安卓的合作友好的软件,拿西门子来说,西门子没有开发类似的软件,而是直接将Materialise的软件导入到其平台中应用。

block 寄语中国

作为企业家,Fried再次踏入中国的土地,一周内飞行了7次,去各地走访Materialise的用户,而在此次采访结束后还有两次飞行。这份诚心投入,也体现了Materialise总部的对中国市场的热切关注。

Fried在采访中提到目前Materialise中国所占的Materialise全球的市场份额是很小的,除去欧洲有3D打印服务的因素,中国所占的比例仍然不高。而作为软件要实现更好的增长,当前中国对知识产权的尊重与保护还缺乏力度。Fried希望中国能够从政策层面上打击盗版软件,从深层次来说,软件厂商帮助推动技术与应用的结合,从而为产业领域创造更大的价值,如果缺乏对知识产权的尊重,这不仅伤害了软件厂商的积极性,也在长远的层面上伤害了中国应该得到的发展,希望中国社会的各个层面从意识到法律对软件的知识产权形成更有利的保护。

此外3D打印应用还没有获得产业化发展就在中国陷入了恶性的价格竞争,Fried希望能够关注更好的质量,更合理的价格,而不是恶性的价格竞争,过于恶性的价格竞争也将迫使很多有创新的产品不敢落地中国,而这与中国要实现中国制造2025的计划是不符的,中国需要高质量的产品,企业要有足够的利润来投资研发,中国还需要引导企业形成良性竞争的环境。

当然对于Materialise来说,软件是看不到的无形产品,要想对用户解释其软件的优点是一个挑战。除了国际上的合作伙伴,在中国,Materialise已经与包括西安铂力特、联泰科技、悦瑞三维、杭州德迪、重庆安德瑞源、广州黑格智能科技、汉邦等等形成合作关系,合作带来彼此的成长机会,Materialise认为不仅仅是其自身业务,整个行业会保持大约20%左右的年增长。

寄语中国,Fried希望这个最大的制造国家能够看到3D打印的价值在于应用而不在设备端,他对当前很多企业争抢制造3D打印设备感到十分不理解,如果缺乏对3D打印所创造的价值的理解,将导致这个行业被人为的扭曲,而失去正确发展的当前机会。3D打印的机会在于应用,而应用的产业化机会在于整个生态圈的配合,培训、材料、软件、供应链、检测、质量体系、商业模式等全方位的配合才能推动3D打印的良性发展。

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无微不至的检测 l 访BHGE 检测控制全球CEO Matthias Heilmann //m.mountainsine.com/?p=13019 //m.mountainsine.com/?p=13019#comments Mon, 17 Sep 2018 22:35:26 +0000 http://www.51shape.com/?p=13019 提到检测,作为普通人的我们很容易直接就联想到去医院检查身体,目的要么是为了查出潜在的健康隐患,要么是为了识别病情并帮助确定治疗方案。其实,在工业制造领域,也存在着各种各样的检测技术,覆盖产品研发、工业生产、加工制造的方方面面,无时不刻地为安全和质量提供可靠保障。

要确保高度可靠,“无微不至”的检测技术必不可少,就像心电图一样,将安全与质量绘成“图谱”,GE贝克休斯(简称BHGE)旗下的检测科技正是这样一家公司。

在工业检测领域,BHGE检测科技涉及X射线、涡流、便携式超声、工业内窥镜、大型超声波检测等多个方面,为行业提供精确、高效、安全的解决方案。作为BHGE全球范围内的一大盛事,2018年9月5-6日,BHGE在上海隆重召开了工业CT高峰论坛。9月7日,笔者代表3D科学谷有幸采访了BHGE 检测控制全球CEO Matthias Heilmann。

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图片:BHGE检测控制全球CEO Matthias Heilmann,3D科学谷创始人王晓燕 (从左至右)

block 关于价值:A peace of mind

CT全称是Computed Tomography,包含两层含义,一个含义是Computed(计算),另外一个含义是Tomography(断面成像)。X射线CT技术是BHGE 产品线中的一个重要的产品,也是此次论坛所聚焦的话题。Matthias提到,当涉及到工业成像时,电子、汽车、航空航天和能源是BHGE检测控制技术非常重要的应用行业,因为对于这些高端制造行业来说,质量的安全性和完整性至关重要。

当笔者问到BHGE在为这些行业提供工业CT解决方案时,为用户所创造的最重要的核心价值是什么?Matthias回答说,归根结底BHGE提供的是一份内心的安宁(a peace of mind),看看我们日常接触的产品,小到日用的电子产品,大到汽车和飞机等交通工具,如果你时刻担心质量问题,那内心会处于十分不安宁的状态。对于大批量生产来说,质量缺陷带来的是难以接受的一连串灾难性后果,包括电池爆炸、飞机故障,汽车的安全问题等等。工业成像可以通过不破坏产品的方式,细微地展现产品内部是否有裂纹、夹渣等缺陷。它不仅可以在生产阶段检测出不合格的产品,还可以在产品的设计研发阶段分析判断并预测隐患的发生、识别设计缺陷,以确保最终产品的高可靠性。所以从根本上工业CT解决方案为这些高端制造的蓝筹企业提供了类似保险一样的高质量产品保障。

block 关于3D打印:Onset of massive trend

谈到3D打印与X射线CT技术二者之间的关系,Matthias认为从制造业的视角观察3D打印发展趋势是必要的,基于对制造业深刻的理解,加上对3D打印技术特点的透彻领悟,会对3D打印的发展趋势有更好的把握。

Matthias相信3D打印将成为一种主流制造技术,毋庸置疑。这并不是一个关于是否成为主流制造技术的问题,而是什么时候成为的问题。Matthias谈到这其中主要的驱动力并不是降低成本,而是3D打印产品的设计。的确,3D打印能够在某种程度上降低成本,但是更为重要的则是运用3D打印技术去实现一致性更高、精度更高、结构更为复杂的规模生产。

而当要将这种非常复杂的单个零部件加工扩展到规模化生产的时候,是否能够保障产品的高质量又成为焦点。这时候工业成像技术所带来的核心价值再次显现。尤其是3D打印所生产的产品更加复杂,精度更高,设计更紧凑,无论在生产还是设计阶段都希望是完美无瑕疵,这决定了X射线CT技术与3D打印技术密不可分。Matthias用了一个形象的表述:3D打印就是工业成像业务成长的倍增器(Turbo Charger),迫切的市场需求将推动工业成像技术的快速发展。

虽然目前3D打印市场还规模不大,但Matthias认为X射线CT技术需要重视3D打印应用,要抓住这一快速的市场成长机会,多方面布局。3D打印将带来更为致密的、复杂和材料多样的产品,工业CT因而需要分辨率更高,扫描速度更快。BHGE一直致力于提高分辨率,并加快扫描速度,而Matthias认为深厚的技术积淀可谓是BHGE的天生优势。BHGE在工业检测领域的历史十分悠久,旗下的赛弗特(Seifert)品牌在120多年前研制了全球首台X射线系统,BHGE检测科技多年来一直处在技术的前沿,引领这个行业的发展,创新的DNA使得BHGE的“血液”里流动的是不断挑战自我的天性。

而针对3D打印的不同材料,包括航空航天更常用的镍基高温合金,汽车行业更常用的不锈钢、铝合金,Matthias称这是3D打印之美,目前的材料也只是3D打印材料的序曲。他认为5年之内,将出现更多品种的材料,更多的材料组合,更复杂的化学成分,带来更加复杂的成像要求,这一切都给BHGE的工业成像技术带来新的市场机遇。

block 关于中国: Commitment to be the partner

采访期间,针对BHGE在上海召开的工业CT高峰论坛以及BHGE在中国的发展思路,BHGE检测科技中国区总经理王淼先生对笔者进行了详尽的介绍。此次的工业CT高峰论坛,是BHGE在美国和欧洲之外第一次举办如此高规格的论坛。之前该论坛一直在美国和欧洲连续举办了13年。此次移师上海来举办的主要的原因有多个方面:一是中国的市场机会正在迅速扩大,包括电子、电池、汽车、航空航天以及增材制造等行业,对质量的关注及检测的需求正在快速增长,二是中国用户的习惯正在从抽样检测以及破坏性检测转变为使用无损探伤的方式来进行检测。这些增长机会不仅仅是在中国,在日本和韩国的工业领域也有类似的增长机会,BHGE将其称为“亚洲工业增长金三角”。

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图片:BHGE检测控制市场沟通主管Thomas Millas,BHGE检测控制全球CEO Matthias Heilmann,3D科学谷创始人王晓燕,BHGE检测科技中国区总经理王淼先生 (从左至右)

王淼先生谈到,在工业CT高峰论坛期间,来自BHGE射线系统的全球、中国北京航空航天大学、清华大学和无锡博世集团等单位的专家和用户,从不同的角度为听众分享了工业CT技术的发展与应用情况。大约有150名来自不同行业(电子,航空航天,汽车、电池等)的听众参加了此次论坛,与会用户和专家先后围绕BHGE在射线管、探测器、下一代CT产品及应用的突破进展、CT技术在汽车、增材制造、电子等领域中从研发到生产的应用案例、以及国际CT检测标准和射线类产品在中国的管理和使用等等话题展开了讨论和交流。作为本届的主办方,BHGE检测科技希望能将更专业更前沿的CT技术传递给更多的行业和客户,同时也期望听到来自更多领域的意见和建议,促进工业CT行业在中国进一步发展,在生产和研发上能发挥浓彩重墨一笔,为国内各工业领域的研发、技术进步、生产质量提升助力,也为中国的客户接触到前沿CT技术和应用建立了一个有效的沟通平台。

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图片:BHGE 工业CT高峰论

关于3D打印,王淼先生还提到了BHGE与西安的国家增材制造中心的战略合作,通过双方的合作来共同推动无损检测在增材制造领域的研究与标准的发展。

Matthias补充谈到,通过与部分论坛听众的沟通,他认为中国的制造业正在经历全面的发展,孕育了更多的创新,更加复杂的零件,更加成熟专业的用户。同时,Matthias表示,中国制造业正在转型,向高附加值的创新方向发展,这是中国市场非常富有雄心壮志的行动,而BHGE看到这一升级趋势,也在采取一系列的行动来满足市场需求。为此,BHGE正增加一系列的投资,兑现对市场的承诺,让更多的用户变为长期的合作伙伴。

block 关心用户体验: Scanning on demand

在沟通中,Matthias特别希望笔者能够感受到BHGE是个热爱技术与创新的公司。相比较于通过幻灯片的演示,Matthias更希望让用户走进来,面对面的沟通,使用BHGE的设备,探讨合作。BHGE正在全球建立一系列的客户解决方案中心(CSC),在收购Morris Technologies之后,BHGE在Morris Technologies的所在地开设了目前全球最大的CSC:辛辛那提中心。位于德国Wunstorf的客户解决方案中心已破土动工,随后还将在美国硅谷、韩国、日本以及中国建立一系列CSC。

Matthias谈到BHGE接下来会在中国投资建设3个类似的客户解决方案中心。第一个目的是为中国客户提供检测方案和演示,这样用户在做出购买决策之前,可以直观的获得具体方案和结果。其二,Matthias期望CSC能够伴随中国工业行业的增长持续推广工业CT,为不同行业的客户展示其价值。其三,BHGE会利用CSC向客户提供世界级的检测服务,用户不需要将产品发送到美国或者欧洲,而是在中国就可以完成检测。Matthias还谈到希望能够在中国建立全球最大的CSC,7×24小时为中国客户提供检测服务。

针对笔者特别感兴趣的3D打印零件的检测,Matthias介绍到,位于辛辛那提的CSC与GE航空集团总部所在地相邻,而GE航空集团已部署了60多套射线成像和远程视觉系统用于检测叶片,陶瓷基复合材料(CMC)和增材制造的零部件。CSC中使用了专业的CT设备和技术,使单个部件的平均检测时间从一个多小时减少到几分钟,缩短了80%以上。

在访谈的过程中,每当提到3D打印与增材制造,Matthias总是幽默的对笔者说:“This is your hobby(这是你的爱好)”。在笔者看来,或许Matthias认为人们从事哪项工作跟其与生俱来的爱好有很大关系。那么在他看来,检测技术也是很多BHGE员工的爱好,这些员工为业界提供的服务周到入微,通过共同的努力来减少故障和危害发生,提高对工艺和质量的控制能力,让世界拥有更平静的心。

我们可以预见,在中国,随着BHGE本地化的客户解决方案中心的建立,以及本地化的解决方案的深入展开实施,将检测作为一种行之有效的安全和质量管理手段也将成为中国工业的共同习惯与“爱好”,共同推动中国制造走向中国创造。

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中国3D打印的现状与机会, 德国Additive杂志采访3D科学谷创始人 //m.mountainsine.com/?p=12078 //m.mountainsine.com/?p=12078#comments Fri, 25 May 2018 03:58:05 +0000 http://www.51shape.com/?p=12078 interview

德国增材制造媒体采访了3D科学谷创始人王晓燕,王晓燕就中国3D打印的现状与机会的话题进行了深入的介绍。该文章已在国外发布,以下是采访原文(德文)。

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采访以英文形式进行,以下为原始内容。

Q: Could you summarize how is everything going with the 3d printing market in China in 2017?

A:It seems especially difficult for 3D printing companies in China to reach out to the local manufacturing industry. In China today, relatively few companies are aware of the power of 3D printing and the Chinese market lacks the openness and the understanding for the role this technology can play. This is because till recently, China is transforming from low value added manufacturing to high value added manufacturing, and this takes time and a lot of effort. It is very noticeable today and probably reasonable for the high export shares in revenue for many Chinese 3D printing companies.

According to 3D Science Valley’s market research, the 3D printing market totaled about 8.2 billion RMB (1.3 billion USD) in 2017. China’s current 3D printing market are still depend on sales of 3d printing equipments. Some of the equipments sold did not get good use. After the current scientific research equipment procurement demand reached a certain degree of saturation status, the 3D printing market in China meet with a callback, but this does not affect 3D printing long-term upward trend in China.

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But since the application market in China is under pressure of transforming from low end to middle or high end. We can still see that after the struggling, the 3D printing market in China will keep up the pace of growth.

Q: What is the trend of 3d printing service market in China? and what is the broad view of the 3d printing market in terms of materials, equipment and else?

A:More and more companies started to provide 3d printing service in the year of 2016 and after.Some of them are still struggling to find their own core strength and market position. Some of them, especially those who entered to the 3d printing service market before the year of 2012 have developed their knowhow in some highly specialized application areas such as conformal cooling mould, teeth aligner, automotive prototype, aerospace light weighted components and else.

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Image: Companies in China emerged to provide 3d printing service, statistics from 3D Science Valley (www.51shape.com)

According to the 3D Science Valley market research, Currently resin curing systems dominated China 3D printing market and occupied 39.8% of the market, followed by selective laser melting and material extrusion systems.

Currently China market demand of 3D printing materials are resin, nylon, PLA, ABS, titanium, stainless steel, tool steel, aluminum alloy, cobalt-chromium alloy, nickel based alloy and else.

Currently the industrial level 3D printer brands are mainly including UnionTech, EOS, Farsoon, Bright Laser, 3D Systems, GE, Stratasys, HP and else.

Currently the bottleneck set 3d printing development in behind is about not aware of industrialization opportunities, lacking of human resources, and the high cost of 3d printing.

Q:Could you give us some example about those companies who are active in 3d printing dental industry?

A: For dental aligner, we have Angelalign, Smartee, iROK, Mega and esle.

Take Angelalign for example, Angelalign is a professional company engaged in oral orthodontics technology research and development, invisible appliances production and sale. Angelalign has also introduced an online 3D printing platform in order to facilitate the communication with the clients.

Take Smartee for example, Smartee® invisible treatment technology combines 3D printing technology, 3D computer-aided design technology (CAD), and digital 3D modeling (CAM) technology together. After wide-ranged and long term researches combined with clinical practices, Smartee® developed an unique orthodontical system and possessed a complete independent intellectual property rights.

For denture 3d printing, one good example is Dengte. Dengte was founded in 1994 in Hainan, and relocated to Chendu in 1999. After 20 years of development, Denture Denture has become recognized as a well-known brand in the industry today. It is currently one of the leading manufacturer of high-end dentures in the forefront of digitalization, mechanization and automation in CAD / CAM in China.

For dental implant 3d printing, we have Huamei dental, Triup, Trandomed, Reborn, Trausim and else. Take Trausim for example, Trasim is established in 2010 and is specialized in R&D, design, processing, manufacture, and sales of dental implant and surgical instrument. In order to ensure the product quality, the company collaborates with German research institute, imports the advanced manufacture equipments, cutting edge surface treatment and processing technologies. So those are developing quickly in China and we can foresee an industrialization trend of 3d printing technology in dental application.

Q:Could you give us some example about those companies who are active in 3d printing orthopedics implant market?

A: Sure, in commercialized medical implant printing, currently Beijing AK Medical is the Chinese market leader. In August 2015, AK Medical received the CFDA approval for its 3D ACT artificial hip joint system based on 3D metal printing technology and in July 2016 received another approval for the vertebral cage based on 3D ACT technology. Also to be the first metal 3D printed interbody fusion cage product licensed by the CFDA in China. 3D ACT technology is a combination of various technologies from clinical medicine, computer technology, material science and mechanical design, such as electron beam molten metal 3D printing technology (EBM) and precision 3D reconstruction technology. With the commercialized medical implant competence, AK Medical has successful listed in Hongkong stock market.

Another company HuaTai 3D which is founded by professor Wu Xinhua has done some improvement in artificial vertebral body / lumbar intervertebral disc implantation. In February 7, 2018, Hua Tai 3D together with the Southern Hospital’s spinal surgery and the Monash University Additive Manufacturing Research Center successful implemented the 3D printing personalized artificial vertebral body / lumbar intervertebral disc implantation.

Q: You have introduced some highlights in specific application market, anything else impressed you in other application markets?

A: Yes, there are a lot. For example, in space technology, the China Academy of Space Technology has gained many years of experience in 3D printing, especially regarding design for additive manufacturing (DfAM).The academy has developed a systematic approach for the study of lattice cell structures for lightweight satellite components, and with this has achieved to be internationally competitive in this field.

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Image: CubeSat framestructure designed by China Academy of Space Technology, printed by Xi’anBright Laser.

For nano or micro 3D Printing, there is BMF Material Technology which is a Boston/Shenzhen-based startup firm that manufactures nano or micro 3D printers and materials, as well as custom products for other companies using its equipment. Their printers have the capacity to perform high-volume manufacturing. What sets BMF apart, according to MIT technology review , is the equipment’s level of rigor and the exceptional choice of materials and processes. BMF can produce small mechanical and highly complicated parts with examples ranging from tiny springs to cardiac stents.

In terms of R&D, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics is at the forefront in academic research of numerical simulation methods for active tracking of the solidification behavior of the laser 3D printing melting pool, for the laser-powder and particle-optical coupling process as well as laser 3D printing composite material such as special alloys and composites.

Furthermore, for fashion industry, Shanghai-based design studio Xuberance never ceases to impress the consumer industry with its stunning 3D printed fashion pieces and accessories. Now, in its continued effort to push the boundaries of 3D printed design objects, Xuberance has created a series of titanium pens named Infinity which belongs to Xuberance’s Brighten series of metal 3d printing artworks pieces. Those titanium pens are designed to reflect elegance and infinity.

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Image:Xuberance brighten series of metal 3d printing artworks pieces – Infinity – titanium pens, printed by Xi’an Bright Laser

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强大的欧洲制造背后,年研发经费超过150亿的Fraunhofer如何发挥中坚力量? //m.mountainsine.com/?p=9400 //m.mountainsine.com/?p=9400#comments Sun, 18 Jun 2017 01:38:03 +0000 http://www.51shape.com/?p=9400 对于科研界而言,德国Fraunhofer(弗劳恩霍夫)应用研究促进机构的存在神秘却又触手可及,一边是Fraunhofer不显山露水的低调,另一边是其专利技术渗透到我们生活的方方面面,甚至是MP3刚流行的时候,这个生活中的流行技术也是来自于Fraunhofer应用研究促进机构的。就拿3D打印行业来说,主流的粉末床选择性激光融化技术就来自于Fraunhofer应用研究促进机构,我们所熟知的几家主流金属3D打印设备用的无一不包含来自Fraunhofer的专利授权。而不仅仅是金属,Fraunhofer在陶瓷、玻璃、塑料、硬质合金以及各行各业的应用领域也有着广泛且深入的研究。

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图片:Fraunhofer的发明专利与转化情况(2011-2015),来源:Fraunhofer

平均每天就会有两个专利,Fraunhofer应用研究促进机构是欧洲最大的应用科研机构,成立于1949年,以德国历史上著名的科学家、发明家和企业家Joseph von Fraunhofer命名。目前拥有69家研究所及其它独立研究机构和24,500多名优秀的科研人员和工程师,分布于德国各地。年度研究总经费达21亿欧元(年度研究经费超过140亿人民币)。其中大约19亿欧元来自于科研合同。超过70%的研究经费来自于工业合同、由政府资助的研究项目及国际合作项目。

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图片:Fraunhofer组织架构,来源:Fraunhofer

Fraunhofer的发展本身像一部推进科技改变生活的写实画卷,同时也见证了科技改变生活的神奇魅力。而Fraunhofer是如何感知科技发展需求的?在3D打印领域的发展成就与现状是怎样的?作为一个拥有2万多研究人员的庞大的有机组织,Fraunhofer是如何做到管理激励以及有效沟通的?本期,3D科学谷特别与谷友分享《Insights.视角》人物采访系列之Fraunhofer篇,本期对话的嘉宾是Fraunhofer IPT非常规制造工艺和技术集成部主管Kristian Arntz博士,同时Arntz博士是Fraunhofer的分支机构ACAM-增材制造研发中心的总裁

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图片:3D科学谷Kitty Wang(), ACAM-增材制造研发中心总裁及Fraunhofer IPT非常规制造工艺和技术集成部主管Kristian Arntz博士

column_leftKristian Arntz博士毕业于亚琛工业大学(RWTH),是激光加工领域的资深专家。自2003年以科学家的身份加入Fraunhofer以来期间经历过负责激光材料加工部,再到负责IPT非常规制造工艺和技术集成部并领导ACAM增材制造研发中心的发展,至今Arntz博士在Fraunhofer已经工作了14个年头。

block 商业化的研发机构

开拓未来是Fraunhofer应用研究促进机构的一大使命,研究工作完全面向人们需求的领域:健康、安全、通讯、能源和环境。Arntz博士表示,Fraunhofer的研究人员很少有中间离开的,很多人终身为这个研究机构服务并且感到骄傲,人员的稳定对于Fraunhofer持续稳定的推出科研成果尤为重要。Fraunhofer致力于打造技术、设计产品、改进方法和技术,从而通过富有创造性的研究开辟新的前景。

关于Fraunhofer的商业模式,Arntz博士介绍说Fraunhofer专注于研发,大量的专利技术由Fraunhofer开发出来,并授权给各行各业的企业和Fraunhofer孵化出来的企业,这种模式的优势是即使这些企业被其他的企业收购了,这些专利技术的转让费用仍然需要新的公司来继承。这使得Fraunhofer不需要担心技术转化过程中企业的经营风险,在商业世界中强者获得最终的生存权利,而无论是哪家在商业上更成功,Fraunhofer只需要保证其专利技术满足市场的需求并具有领先性就可以获取用来持续经营的利润。此外,Fraunhofer还提供研究生培训,并培养博士。在中国,Fraunhofer就与清华大学以及其他多所院校形成了多年的合作关系。

为了保持对市场需求的敏感度,Fraunhofer联合了工业界的大型企业形成了一个庞大的科研界上下游产业链系统,这些工业界企业向Fraunhofer提出自己的研发需求,由Fraunhofer领导来解决这些难题。当然,在这个过程中,Arntz博士提出,需要注意的一点是,企业必须接受这个解决方案他们不能独自享有。另外,在项目的团队组成中,企业不能因为有其竞争对手存在而拒绝竞争对手进入到项目中。这一点,让笔者联想到了美国增材制造创新中心的联合知识产权理念,America Makes的会员单位提交项目申请,获取资金支持,完成科研项目,所获得的知识产权成为CDIP联合知识产权,归America Makes所有并按照会员级别分享。为什么西方国家都存在这样的联合知识产权合作模式?这或许是值得思考的地方。

block 设备、软件、材料、工艺…全面开花的3D打印

Arntz博士介绍说,Fraunhofer在粉末床激光融化的加工工艺以及材料方面正在进行一系列的创新,目前不少经过粉末床激光融化技术加工出来的产品的致密度高于铸造,有些情况下产品的金相结构优于铸造带来的结果。针对于多激光束加工技术,Fraunhofer目前还在探索在不使用振镜的情况下,将激光束集成到一列中,通过快速的轴向移动来实现粉末融化路径的激光扫描工作。

3D打印业界很多人对于Fraunhofer推出的入门级粉末床激光融化设备感到印象深刻。之前,Fraunhofer亚琛应用技术大学Goethelab联手推出一个新的入门级金属3D打印机,仅售3万欧元。Arntz博士介绍说之所以是入门级的设备,这款设备并不是用于生产领域的,不带振镜,速度不如工业级的粉末床激光融化设备快,这款设备用来满足教学、实验和一些普通的需求。Fraunhofer研究机构和亚琛大学提供一个全面的服务包,包括在3D打印过程中各个阶段的支持和培训。

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图片:Fraunhofer入门级金属3D打印机,来源:Fraunhofer

笔者看到,入门级的设备是Fraunhofer为普及金属3D打印的一个尝试,而Fraunhofer的主要精力用在前沿技术的研发上。不仅仅Arntz博士所在的Fraunhofer IPT在研究金属3D打印技术Fraunhofer ILT的研究人员还开发了用于涂层和修复金属部件的增材制造方法-EHLA超高速激光材料沉积技术。EHLA工艺在效率和速度方面均优于现有的抗腐蚀和耐磨损涂层保护方法。Fraunhofer可以在短时间内使用EHLA技术在大面积的零部件上沉积十分之一毫米的薄层,并且节约资源,加工过程具有经济性。

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图片:FraunhoferEHLA技术,来源:Fraunhofer

不仅如此,Fraunhofer还在软件领域有着自己专门的业务部门,针对当前缺乏足够的对3D打印产品的质量检测与测试手段,Fraunhofer IGD计算机图形学研究所开发了新的仿真模拟软件,将有助于预测和捕捉缺陷,并引导用户走向潜力的个性化大规模生产解决方案。核心是基于数学算法。通过基于物理的仿真模型推导加工过程,根据那些限定条件,Fraunhofer软件计算内部应力的分布和绝对值,可以判断零件的质量是否稳定。Fraunhofer仿真软件将使得生产的质量更加可预测可控制,减少设计师来来回回试错的成本,节约设计时间并减少制造浪费。

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图片:Fraunhofer质量控制仿真软件,来源:Fraunhofer

Arntz博士表示,Fraunhofer3D打印领域从打印设备的研究到材料以及打印工艺的研究可以说是涉猎广泛,不仅仅在金属3D打印领域多有建树,Fraunhofer在塑料、陶瓷、硬质合金等领域进行着积极的研究。在塑料领域,当前的3D打印技术多集中在工程塑料的3D打印,而对于用于注塑工艺最常用的通用塑料,例如ABS来说却并没有最合适的解决方法,这极大的限制了塑料3D打印真正意义上与注塑竞争。此外,由于3D打印是一层一层来实现的,如果实现层与层之间的分子之间的融合程度与每层的分子之间的融合程度相同,这也是这一技术所面临的挑战。

Fraunhofer研发了一种可打印的材料是陶瓷或金属粉末悬浮液。陶瓷或金属粉末被混合在一种低熔点的热塑性粘合剂中,热塑性粘合剂在80摄氏度时就会融化成为液体。在打印过程中,打印机的电性温度熔化了粘合剂,并混合着陶瓷或金属粉末材料以液滴的形式被沉积下来。沉积后液滴迅速冷却变硬,三维对象就这样被点对点逐渐打印出来。这种工艺不仅可以打印骨科植入物、假牙、手术工具等医疗产品,还可以打印微反应器这样非常复杂、微小部件。

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图片:Fraunhofer打印的陶瓷制品,来源:Fraunhofer

Fraunhofer的研究人员已经成功地使用3DP粘合剂喷射三维打印技术生产硬质合金刀具,这些刀具具有良好的机械性能并能生产完全致密的部件,甚至可以选择性地调整弯曲强度、韧性和硬度。Fraunhofer认为这一工艺有着更广泛的拓展空间,包括将钨粉均匀的分布到硬质合金中,这样可以用来生产高性能的刀具。

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图片:打印的硬质合金,来源:Fraunhofer

block 科研的合作无国界

Fraunhofer身上,笔者深深体会到欧洲早已经把科研发展成一个独立运营的商业化产业,这或许是中国实现产业转型,发展科研兴国可以借鉴的经验。欧洲在不断进化其从法律到商业环境对知识产权的保护体系,使得专业的人员可以安心从事科研工作,其他的事情由懂法律、懂财务的专业人员来对科研人员进行支持,Arntz博士介绍说Fraunhofer的法律部门非常的强大,不仅仅保护他们的专利技术,还规范他们的研发行为。这样的一个良性体系一方面激发了欧洲工业的创新动力使得科研人员有激情和专注能力,另一方面促进了企业发展的轻装上阵,对于企业来说,未必需要支付昂贵的人才培养成本来自行开发所有的技术,而是依靠Fraunhofer这样的大平台获取加速前进的能量。

3D打印领域解决企业实际应用需求的一个典型案例就是:Fraunhofer协助西门子将3D打印导向叶片推进到产业化领域。经Fraunhofer改进后的工艺链完成了带复杂冷却结构的叶片制造任务,并且提高了表面质量。西门子公司在导向叶片完成3D打印之后进行了精密测量、精加工以及高温焊接工作。在双方合作下制造的功能性叶片经过了大量的测试,设计工程师在测试中获得了大量数据用来获得设计迭代的分析依据。为了在3D打印时尽量减少支撑结构,Fraunhofer采用了模块化的叶片设计思路,将叶片的两个部分分别进行3D打印,完成之后再进行焊接。

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图片:Fraunhofer与西门子开发的完成焊接的导向叶片,来源:Fraunhofer

此外,Arntz博士认为很多人以为Fraunhofer工作为荣,虽然他并不能说清楚Fraunhofer到底有什么样的魅力吸引了这些人才,并在不同的科研单元之间形成了良好的沟通与合作氛围。当接到一个富有挑战性的项目的时候,Fraunhofer旗下69个不同的研究所和科研部门之间会因为这个项目形成一个临时的团队,相互本来陌生的科研人员可以无间的配合项目的进展。在笔者看来,这对于Fraunhofer是很自然的事情,对于其他的组织或者其他的国家文化可能却是难以实现的。

科研的合作无国界,Fraunhofer在欧洲、美国、亚洲和中东都有自己的研究中心和代表处。根据Arntz博士,Fraunhofer完全可以跟中国企业合作,因为他们本身并没有政府背景。Arntz博士介绍说日本很多企业与Fraunhofer保持密切的沟通与合作关系。通过合作,他们感到不少日本的团队合作精神以及日本企业领导人的战略能力令人敬佩。在这里,笔者也期待更多的3D打印领域的中国企业能真正意义上走出国门,不局限于建立国外的办事处,或者是与当地的企业达成合作,而是在研发领域获得与当地研发机构和当地大学的合作。

就在我们进行采访的近日,亚琛应用技术大学与Fraunhofer ILT宣布联合建立亚琛3D打印中心,这项由亚琛应用科技大学和Fraunhofer合作的项目有着雄心勃勃的目标。 Concept Laser的新型XLine 2000R选择性激光熔化系统在大型零件研究项目中起着重要作用,该项目旨在加速和优化大型金属部件的整个制造过程。 科学家正在与数字光子生产研究中心紧密合作,这些研究设施位于同一栋建筑内,是由德国联邦教育和研究部(BMBF)资助建立的。

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图片:亚琛应用科技大学研究与创新系主任Doris Samm教授; 亚琛应用科技大学机械工程与机电学系院长Andreas Gebhard教授; Fraunhofer ILT院长Reinhart Poprawe教授

专注、开放、团队合作,Fraunhofer在开拓未来的使命感带领下,已经形成了独特的Fraunhofer现象,这种现象让我们明白了为什么金属3D打印的粉末床融化技术会诞生于Fraunhofer,让我们理解了为什么Fraunhofer如此庞大的机构却可以保持新鲜的活力,将昨日的成就放在一边,在坚实的基础上自我鞭策,不断的“更上一层楼”。

更重要的,让我们体会到了,强大的欧洲制造背后有着像Fraunhofer这样完整运营的商业化研发系统不断的为创新注入活力。中国在制造业转型升级的道路上不仅仅可以借鉴欧洲工业企业的经营之路,还可以思考如何通过让知识产权像商品一样通过交易使得科研人员获得经济上的独立自主,并形成完善的研发外包的商业模式。这样完善的知识产权保护的法律体系和实现独立商业化运作的能力或许是成为实现中华民族伟大复兴的重要基石。

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