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【熊視頻】華曙高科許小曙博士:3D打印高溫尼龍6和66

3D打印新品
2017
03/20
15:53
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華曙高科從2009年創(chuàng)立,到2012年發(fā)布第一臺尼龍工業(yè)機(jī),到目前發(fā)布2大系列10款機(jī)型,一路走來不斷續(xù)寫3D打印傳奇,如今華曙更是發(fā)布了全球唯一商用的特高溫尼龍工業(yè)3D打印機(jī)。

2017年3月TCT展期間,南極熊對湖南華曙高科的創(chuàng)始人許小曙博士進(jìn)行了深度專訪,挖掘出不少干貨,包括:創(chuàng)業(yè)歷程;在研發(fā)252P系列280℃特高溫尼龍3D打印機(jī)攻克的技術(shù)難關(guān);開源策略究竟是如何開源的;設(shè)備的應(yīng)用案例等等。


如果在wifi情況下,建議直接觀看下方視頻(不在可先收藏),親耳聆聽許博士的3D打印情懷:



當(dāng)然也可以欣賞文字版:

南極熊3D打印網(wǎng):我們南極熊從創(chuàng)立到現(xiàn)在也有3年多時間了,我比較關(guān)心的是您2009年從國外回來創(chuàng)辦華曙高科,2012年推出第一臺尼龍3D打印機(jī),您前三年沉寂的時光是如何度過過來的?

許小曙博士:非常感謝南極熊,南極熊雖說創(chuàng)業(yè)三年,但是在業(yè)內(nèi)有很大的影響力。我們也是經(jīng)過創(chuàng)業(yè)的過程,特別做工業(yè)實(shí)業(yè)創(chuàng)業(yè)是非常艱難的,回國以后前面三年真的是埋頭苦干,因?yàn)橐鲆豢钤O(shè)備出來,我們不能照抄,不做山寨產(chǎn)品,既然不做山寨產(chǎn)品,就必須要靠自己的研發(fā)。從組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)到開展技術(shù)的研究,怎么做出差異化,特別是在3D技術(shù)上有自己的特點(diǎn),不被別人的專利束縛住,這三年的時間主要花在這上面。團(tuán)隊(duì)組建,技術(shù)研發(fā),專利保護(hù)和規(guī)避,所以三年以后我們推出的設(shè)備馬上就可以直接銷到海外,因?yàn)槲覀冏隽舜罅?/strong>的準(zhǔn)備工作,包括從海外聘請律師對專利進(jìn)行分析,拿到海外律師Freedom to Operate的證明書才敢推向市場。

南極熊3D打印網(wǎng):我們在展會上看到華曙發(fā)布了一款特高溫的尼龍工業(yè)機(jī),我們想了解一下達(dá)到280℃的燒結(jié)溫度能帶來什么樣的好處,另外提高燒結(jié)溫度有什么樣的技術(shù)難度,華曙是如何突破的?


許小曙博士:首先,大家知道華曙是做工業(yè)3D打印的,工業(yè)級的應(yīng)用金屬是一個很大的方面,華曙在這方面也做了很多工作。剛才你談到的是高分子材料,工業(yè)級的材料我們主要指的是工程塑料,我們平時說的很多材料并不是工程塑料,比如ABS、PVC這些都不能算作工程塑料,因?yàn)樗膹?qiáng)度和耐溫性都達(dá)不到工業(yè)級應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),如果你把汽車的蓋板打開,會看到很多工程塑料部件,這些材料沒有使用像PVC這種用來做塑料杯子的材料,真正用在工業(yè)上的有80%的是尼龍6和尼龍66材料。首先,這兩款材料的耐溫性特別好,尼龍66可以達(dá)到265℃,尼龍6可以達(dá)到225℃;其次,它的成本相對于其他工程塑料比如PEEK、尼龍12、尼龍11都要便宜很多,所以它是工程塑料中的主流材料。但是目前,主流的3D打印尼龍機(jī)是不能燒結(jié)尼龍6和尼龍66,主要是燒結(jié)尼龍12和尼龍11。華曙要體現(xiàn)自己產(chǎn)品的先進(jìn)性,提高性能并降低成本。我預(yù)測尼龍6和尼龍66在不久的將來會成為3D打印工程材料的主流材料,就像它在其他的工業(yè)應(yīng)用的一樣的。

既然我們要做尼龍6和尼龍66的打印機(jī),就要把打印機(jī)溫度提高,使它能夠適用280℃的材料,難度在于溫度的升高帶來溫度梯度的劇烈變化,意味著溫場的控制要成倍的提升,燒結(jié)表面溫度的差異要控制在4-6℃以內(nèi),在280℃下的動態(tài)溫度,冷粉加上去以后要在很短的時間內(nèi)溫度就要從100多℃升到200多℃,然后還要穩(wěn)定,時間還要短,所以溫場的控制的難度成十倍的增加,這是第一個難度。第二個難度,在這么高的溫度下,所有電子元器件、保溫材料的耐溫性全部要考慮,所以有很多手段要保證電子元器件在高溫下溫度運(yùn)行。第三個在這么高的溫度下,材料的氧化程度比低溫下要劇烈很多倍。也就是說氧化程度不是線性的,溫度提高20%,氧化的劇烈程度可能要提高2-3倍,所以對于氧化的控制要求是非常高的,舉個最簡單的例子,燒結(jié)PA12的時候,打印機(jī)內(nèi)部氧氣含量一般控制在2%左右就可以了,氧傳感的精度達(dá)到1%就可以用了,因?yàn)樗恍枰敲吹偷难鹾俊?strong>但是對于高溫情況下燒結(jié)PA6和PA66,氧含量要控制的小很多,我們氧含量要控制在
0.2%以下,也就是氧含量要比PA12的氧含量小10倍,相應(yīng)的難度提高不止10倍,因此氧含量的控制是很重要的。

這些難度加起來,導(dǎo)致目前世界上還沒有哪家公司把商業(yè)化尼龍?zhí)馗邷卦O(shè)備做出來,實(shí)驗(yàn)室做研究的有,把設(shè)備進(jìn)行改造做幾個樣品出來的是有,但是要把工業(yè)級的產(chǎn)品做出,穩(wěn)定的運(yùn)行一年復(fù)一年的加工,華曙是唯一的一家。華曙作為一個領(lǐng)航者,不是跟隨者,我們要做的東西,人家有的我們要有,人家沒有的我們也要有。

南極熊3D打印網(wǎng):我們想了解一下華曙開源化的策略,華曙一直說自己是開源的,但是跟我們普通人所理解的開源化還不太一樣,我希望您借此機(jī)會介紹一下華曙的開源策略。

許小曙博士:首先我談?wù)勎覟槭裁匆貒鴦?chuàng)立華曙,就是我不太認(rèn)同國外主流3D打印公司的策略,也就是閉源的策略。他們有幾個限制,使用他的設(shè)備必須要使用他的材料,他是通過軟件的手段人為的限制客戶只能使用他的材料,而且每一款材料還要不同的收費(fèi),使得用戶的成本很高。這帶出來兩個問題,第一因?yàn)樗刂屏瞬牧系墓⿷?yīng)端,使得材料的成本很高;第二不允許使用別人的材料,使得材料的種類受到極大的限制。這就是為什么這么多年來,尼龍12推向市場已經(jīng)有20年了,依然是3D打印的主要材料,大的材料公司不愿意去開發(fā)材料,因?yàn)樗荒茕N售給3D打印的客戶,所以我回國創(chuàng)立華曙,宗旨就是打破市場的這種局面,那么我就提出了開源的策略。


可能大家有一些誤解,軟件里面的開源一般是源代碼大家都可以看到,可以共享。我這里的開源不是軟件的開源和共享,而是指設(shè)備本身的使用是開源的。我跟大家再解釋一下華曙開源有三個層面:第一個層面就是華曙設(shè)備所有的參數(shù)是開放的,別人設(shè)備參數(shù)是固定的,那么開放的參數(shù)帶來什么好處? 可以通過微調(diào)參數(shù)使得他的材料具有一些不同的性能,比如說可以把激光的功率調(diào)的稍高一些,使得材料的強(qiáng)度更好,或者把激光功率調(diào)低一點(diǎn),使材料重復(fù)利用率增加,可以根據(jù)自己的需求做很多調(diào)整;第二,通過參數(shù)的自由調(diào)整可以用華曙的設(shè)備來燒結(jié)第三方提供的材料,每家公司生產(chǎn)的材料都不相同,通過調(diào)整參數(shù)可以適應(yīng)不同公司的材料,可以進(jìn)一步降低客戶的材料成本,因?yàn)闀幸粋€競爭的市場,我們?nèi)A曙永遠(yuǎn)相信只有通過競爭才能使得技術(shù)發(fā)展,才能使成本降低,所以我們通過開源允許用戶使用第三方的材料,這也是很多材料公司愿意跟華曙合作的原因,因?yàn)楦A曙合作你開發(fā)出的材料可以直接銷售給華曙的客戶,不需要通過華曙;開源的第三個層面是,華曙愿意幫助客戶去開發(fā)自己想使用的材料,就是如果客戶指定想使用某種材料,但是客戶沒有能力和資源去開發(fā),那么華曙可以和客戶合作為客戶量身定制所需要的材料,包括與第三方材料供應(yīng)商一起為客戶定制材料,這樣的話讓客戶從華曙得到的不只是一臺設(shè)備,而是一整套解決方案。

南極熊3D打印網(wǎng):您在國外主要從事軟件方面的開發(fā),回國之后整體操盤華曙的工業(yè)機(jī)研發(fā),那么華曙的核心優(yōu)勢在硬件、軟件還是材料方面?

許小曙博士:首先這可能是誤解,認(rèn)為我主要是搞軟件的,當(dāng)然軟件是我很重要的一個經(jīng)歷,但是從我學(xué)習(xí)的過程來說,我是什么都學(xué)了一些,包括材料和機(jī)械。在國外我首先從事的并不是軟件,當(dāng)時在DTM我的第一個工作是高級控制經(jīng)理,當(dāng)時主要從事的是控制,包括設(shè)備的優(yōu)化,激光的掃描的優(yōu)化。然后我做軟件主管,所以軟件是我的強(qiáng)項(xiàng)之一。軟件是全方位的,從上位機(jī)到下位機(jī)到嵌入式的軟件,到各種算法包括軟件的控制算法、校準(zhǔn)算法,我的博士學(xué)位拿的是應(yīng)用數(shù)學(xué)。


中國做3D打印機(jī)的已經(jīng)很多了,但是真正擁有核心知識產(chǎn)權(quán),尤其在軟件方便的不多。舉個不恰當(dāng)?shù)睦�,比如做手機(jī)我國做手機(jī)的可以數(shù)出100家來,但是做手機(jī)操作系統(tǒng)的沒有,全部被google和蘋果控制了。這個操作系統(tǒng)不管是控制還是界面都有了,它是一個系統(tǒng),不是那么容易做出來的,做后面的APP相對容易,我們國內(nèi)做APP的公司很多,雖然也是做軟件,但這不是核心,核心在android和IOS上面。華曙就掌握了這個核心,我原來在美國就做這個,我不會做山寨,但是我懂這個構(gòu)架如何搭建。華曙就像蘋果,有自己的硬件也有自己的軟件操作系統(tǒng),很多其他公司是三星,手機(jī)做的再多,操作系統(tǒng)也要用安卓,華曙的特點(diǎn)和優(yōu)勢都在這個地方。

南極熊3D打印網(wǎng):據(jù)我們了解華曙的機(jī)器在汽車、醫(yī)療都有一些應(yīng)用,您能介紹一下華曙機(jī)器應(yīng)用的案例嗎?

許小曙博士:華曙有很多案例,但是華曙客戶的案例會更多,我們有100多臺3D打印機(jī)在客戶手中使用。首先,在汽車領(lǐng)域里面,我們和上海泛亞,也是在汽車領(lǐng)域全球非常有名的研究院,這個研究院為國內(nèi)外的廠商做發(fā)動機(jī)等各方面的研究,我們和他一起用3D打印機(jī)為發(fā)動機(jī)做進(jìn)出氣的研究,在短短的兩個星期之內(nèi)把設(shè)計(jì)定下來。


我們做牙齒領(lǐng)域,我們?yōu)檠例X專門設(shè)計(jì)了齒科3D打印機(jī),現(xiàn)在在中國很多齒科廠都在使用,比如深圳家鴻購買了華曙的機(jī)器每天24小時不停的打印金屬牙冠,這個應(yīng)用在兩三年中會有爆發(fā)性的增長。

由于時間的原因,南極熊和許小曙博士此次交流只能就到這里了,還有很多未了解的問題,下次再與許博士進(jìn)行深度交流




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2017-3-21 09:48:03 | 只看該作者
例子很形象,但不要忘記了,還有個諾基亞的塞班系統(tǒng)
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