具有劃時代意義的三家3D打印企業(yè)
時至今日，全球3D打印產業(yè)已經經歷了一波又一波的改革浪潮。在經歷過一段又一段的艱難時光之后，3D打印行業(yè)才真正“朝陽初升”。如今，全球有這大大小小許多家3D打印企業(yè)，他們有的從事工業(yè)領域，有的從事醫(yī)療生物領域，還有更多的就是普通桌面級定制化領域。而在這成千上萬的3D打印企業(yè)當中，又有著那么幾家頗具劃時代意義的3D打印公司，正用自己的努力來詮釋這個產業(yè)的“真理”。
成立于1986年的3D Systems公司是在紐約證券交易所上市的全球最大的3D打印解決方案供應商，同時也是全球首家比較正式的3D打印企業(yè)，其提供3D打印機、打印耗材、打印軟件和培訓服務。3D Systems率先發(fā)明了光固化成型解決方案，產品線包括SLA光固化成型系列、SLS可選激光燒結系列、MJM多噴頭模型系列、Accura固體打印材料等，支持光敏聚合物、金屬、尼龍纖維、工程塑料和熱塑性塑料等多種材料的打印。
2012年1月，3D Systems公司花費1.355億美元從瑞典Ratos AB的子公司Contex手中收購了Z Corp和Vidar兩家公司。Z Corp是麻省理工學院的技術專家們?yōu)閷⒊钟械?D打印專利技術推向市場而于1997年成立的公司，是多色噴墨3D打印技術的領導者。Vidar公司專門服務于醫(yī)療和牙科成像市場，是醫(yī)用膠片數(shù)字化儀的引領者和供應商。通過這次收購，將Z Corp和Vidar產品同眾多的3D Systems產品組合，完善了3D Systems的產品能力范圍。
因此，3DSystems公司是當之無愧的3D打印行業(yè)的“開山老祖”。正是由于3DSystems公司通過多年的努力，開發(fā)出一系列3D打印技術原型，并在全世界范圍內進行推廣，才有了今天繁榮的3D打印產業(yè)。
但如今，3DSystems的地位正在逐漸受到威脅。因為在巴塞羅那以北10英里的地方，矗立著一座有著千年歷史的油墨技術的溫床，圣庫加特修道院建于公元9世紀，該修道院曾經迎來了西班牙的油墨和卷軸時代。如今，在不遠處，一座21世紀的HP工廠已經通過足有巴士大小的打印機將這一技術提升至前所未有的境界，這些打印機能夠在大量紙張呼嘯而過的時候精確地在上面沉積只有1微米大小的墨滴。
在這個背景下，惠普的首款使用多射流熔融（MJF）技術的3D打印機翩然而至，這打破了傳統(tǒng)3D打印機的局限，令3D打印無論是在精度，速度還是產量上又上了一個新的臺階。據(jù)了解，這款設備就是該公司的一家最知名的大幅面打印技術研發(fā)機構開發(fā)出來的。因此，該3D打印機使用了我們熟悉的噴墨技術，并使用一種粉末作為基材，令人驚訝是，紙張在這里仍有用處，它被作為一種清潔輥。
MJF技術與EOS和3D Systems公司在售的選擇性激光燒結（SLS）3D打印機有點類似。不過盡管這些系統(tǒng)都使用了類似的基本材料——尼龍粉末，但是MJF同時還沉積了一種液體的塑料“融合劑”。這一關鍵創(chuàng)新使得3D打印機能夠一次沉積一層融合劑，而不是緩慢追蹤每個矢量。與SLS技術相比，MJF的速度比前者快5倍，而且打印質量也更好，這要歸功于一種能夠增強其邊緣清晰度的精細制劑。
然而迄今為止，我們對于這項技術的完整細節(jié)尚不得而知，不過可以推測的是，其中的兩種塑料必須以一種新的工藝混合來形成新的微結構。可以想見，熔劑與基粉之間的這種神秘的相互作用是其中的奧秘所在。惠普公司承諾，未來的3D打印機將能夠控制每個體素（voxel，意思類似3D版的像素）與墨水進行不同組合，以改變諸如顏色、導電性，透明性和強度等材料特性。
也就是說，在MJF技術當下的最大3D打印體積——3072立方英寸中，其中的1.6T像素都是可尋址的，這就需要硬件來尋址超過當前軟件處理能力的更多體素。一臺帶三個打印頭的打印機，如果每個像素都用一個字節(jié)來描述的話，每次打印就需要處理大約12.8T字節(jié)的數(shù)據(jù)。為此惠普公司必須開發(fā)出新的軟件來支持這種由多種塑料按照不同比例 組合而成的“數(shù)字材料”。
現(xiàn)在，讓我們把注意力轉移到另外一個地方。在美國硅谷，位于惠普車庫（HP Garage）創(chuàng)業(yè)中心西北部5英里處有一棟建筑。這本是谷歌公司收藏汽車的地方，但是現(xiàn)在建筑里到處是Carbon公司運行著的3D打印機和來來回回的工程師。在去年年初，Carbon公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Joe DeSimone在TED大會上一鳴驚人，推出了3D打印速度超快的CLIP技術，并因此榮登《科學（Science）》雜志封面。
而隨著Carbon公司M1 3D打印機的推出，人們的關注點就從“其3D打印速度快100倍”轉向了“可以打印出在機械性能和表面光潔度方面接近注塑成型件的部件。”CLIP技術盡管與3D Systems公司和Formlabs公司的光固化（SLA）技術比較接近，但是Carbon宣布CLIP技術打印出來的零件具有一致的材料性能，而且從暴露在來自太陽的紫外線下時能夠保證其完整性。正是這些挑戰(zhàn)限制了當下SLA 3D打印機在原型和輔助制造方面的應用。而且Carbon公司稱其新型的材料和后處理技術能夠超越快速原型并直接制造最終產品。
與惠普一樣，Carbon為其材料設立了一個開放的“應用商店”，合作伙伴可以與之簽約來提供新的第三方材料，現(xiàn)有的塑料必須經過修改才能與Carbon基于光和氧氣的工藝兼容。
MJF和CLIP正在以與Amazon Web服務顛覆互聯(lián)網相類似的方式來實現(xiàn)當今制造業(yè)的飛躍。有意思的是這兩款機器的起價都是12萬美元——HP MJF技術3D打印機的基本價和M1 3D打印機3年的租賃費用——這使得創(chuàng)業(yè)者能夠以比以前更大的資金使用效率開始其制造業(yè)務。軟件正在全面占領工廠。
(責任編輯：admin)
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