總計超過4.34億美元！谷歌、GE聯(lián)合投資3D打印制造技術

如果稍加留意，會發(fā)現(xiàn)今年的麻省理工科技評論“全球 50 家最聰明的公司”榜單中，出現(xiàn)了兩家 3D 打印公司：Carbon和“桌面金屬”（Desktop Metal），一前一后分列榜單的第 18 和 19 位。

圖 | 3D打印公司Carbon和“桌面金屬”分列榜單的18和19位

3D 打印在很多人印象中已經(jīng)不再是個“風口”。一方面，傳統(tǒng)制造業(yè)的核心競爭力就在于其目前所掌握的制造技術，而另一方面，3D 打印一直以來無法克服其可用材料有限、打印效率低下的問題。在產(chǎn)業(yè)界在對 3D 打印技術一無意愿二無動力的情況下，該技術的處境多年來一直比較尷尬。

但現(xiàn)在，情況似乎開始發(fā)生變化了……目前Carbon 公司正與著名運動品牌阿迪達斯合作，預計在 2018 年底打印 10 萬雙運動鞋。雙方希望在大規(guī)模制造中應用全新的 3D 打印技術，并在傳統(tǒng)制造業(yè)中掀起一場革命。

圖 | Carbon與阿迪達斯合作的3D打印量產(chǎn)運動鞋“FutureCraft 4D”

值得注意的是，Carbon 和“桌面金屬”公司背后的投資者都同時包括谷歌風投（GV）和通用電氣風投（GE Ventures），一家是最前沿科技的代表，另一家則是傳統(tǒng)制造的領軍企業(yè)。不論是巧合還是有意的布局，這種投資組合往往是某一領域的技術即將爆發(fā)的前兆，比如在人工智能、生物醫(yī)療等前沿領域，都有類似案例。

圖 | Carbon公司四輪累計融資2.22億美元

圖 | “桌面金屬”公司五輪累計融資約2.12億美元

鑒于麻省理工科技評論“全球最聰明的 50 家公司”榜單評選的核心標準是：“高精尖科技創(chuàng)新”與“能夠保證公司的利益最大化的商業(yè)模式”的完美結(jié)合， Carbon 和“桌面金屬”公司的入選除了技術的創(chuàng)新性之外，它們的商業(yè)模式又有何“聰明”之處？3D 打印市場是否會因為攪局者的進入而再度火爆？“創(chuàng)新者的窘境”會不會在現(xiàn)有的兩家 3D 打印巨頭 3D Systems 和 Stratasy 身上再次應驗，被后來者革了自己的命？

正如榜單中的描述，Carbon 公司憑借其“連續(xù)液面制造技術”（Continuous Liquid Interface Production, CLIP），極大拓展了 3D 打印材料的選擇范圍，同時把目前最先進的聚合物 3D 打印速度提高了 25-100 倍。而 CLIP 技術也被作為封面文章，被刊登在了 2015 年 3 月 20 日出版的《科學》雜志上。

圖 | CLIP技術的論文被作為封面文章，被刊登在了2015年3月20日出版的《科學》雜志上

而有限的材料、緩慢的制造過程正是阻礙 3D 打印技術大規(guī)模進入市場的關鍵因素。所以，當 Carbon 公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Joseph DeSimone 教授在 2015 年的 TED 大會上發(fā)布其 CLIP 原型機時，引起了業(yè)界極大的震動。

不同于傳統(tǒng)的分層打印方法，CLIP 技術是在液態(tài)光敏聚合物漿池中連續(xù)“生長”出產(chǎn)品，然后通過紫外線照射進行固化。這種連續(xù)不間斷的打印過程避免了分層打印中的停頓時間，是 CLIP 技術能實現(xiàn)高速打印的關鍵因素。

圖 | CLIP技術原理圖

Carbon 也因此進入了公司發(fā)展的快車道，不久后接受了來自谷歌、通用電氣、 Autodesk 等總計 2.21 億美元的投資。并于 2016 年密集發(fā)布了 M1、M2 型 3D 打印機，以及 SppedCell 3D 打印平臺。

隨后，包括福特、強生、寶馬、UPS、阿迪達斯在內(nèi)的各大公司紛紛與 Carbon 建立合作關系。其中，阿迪達斯更是將 Carbon 公司的 3D 打印技術直接投入了大規(guī)模生產(chǎn)，并將在今年 12 月上市5000雙首款3D打印運動鞋“FutureCraft 4D”。

圖 | Carbon公司的M系列3D打印機

Carbon 公司采用的設備租賃模式或許是其商業(yè)模式的“聰明”之處。以 M1 型 3D 打印機為例，其每年的租金為 4 萬美元，軟件升級維護、液態(tài)光敏聚合物加注再收取額外費用。

這種商業(yè)模式有兩個明顯優(yōu)勢：一是客戶不需要一次性支出動輒幾十上百萬美元的費用來購買設備，而且可以將成本平均分攤到每次制造的產(chǎn)品中；二是客戶通過租賃形式能保證所使用的設備都是最新的，而不用擔心自己的技術被迅速淘汰。

但 Carbon 公司首席執(zhí)行官 Joseph DeSimone 教授表示，目前的這種租賃模式其實并不掙錢，只是意圖通過降低客戶成本來推廣產(chǎn)品和技術。他希望建立一種類似于蘋果App Store的模式，讓客戶可隨意選擇自己所需要的材料及制造工藝。比如這次 Carbon 與阿迪達斯的合作中，后者就選擇了一種輕質(zhì)彈性蜂窩材料來制造運動鞋中底（如下圖）。

與 Carbon 公司不同，單從“桌面金屬”這個名字上看，就能知道這家公司專攻金屬材料 3D 打印。

更令人關注的是，這家公司的創(chuàng)始人中包括 4 名赫赫有名的麻省理工學院教授。其中，麻省理工學院材料科學系系主任 Christopher Schu 教授和 Emanuel Sachs 教授都是該領域中的領軍人物，此外還包括麻省理工學院材料科學系科學家蔣業(yè)明（Yet Ming-Chiang）教授，和機械工程學院副教授 A. John Hart。

圖 | “桌面金屬”公司聯(lián)合創(chuàng)始團隊（前排左起：Ric Fulop、A. John Hart、Jonah Myerberg; 后排左起：Yet Ming-Chiang、Chris Schuh,、Ely Sachs、Rick Chin）

實際上，為了提升金屬 3D 打印的速度，以便將該技術用于制造金屬零件，“桌面金屬”公司使用了一種可追溯到 20 世紀 80 年代后期的技術。Emanuel Sachs教授早在 1989 年就提交了一份有關 3D 打印技術的專利申請。

在這份專利文件中，描述了如何鋪上薄薄一層金屬粉末，然后使用噴墨印刷工藝來沉積這些金屬。在此過程中，需要有選擇性地將金屬粉末結(jié)合在一起。這一過程重復成百上千次之后，人們可以打造幾何上幾乎無限復雜的金屬部件。不過這在當時，還屬于“異想天開”的范疇。

圖 | 一個正在燒結(jié)爐內(nèi)進行燒結(jié)處理的液壓岐管。燒結(jié)爐內(nèi)的溫度高達1400℃。這樣的部件結(jié)構過于復雜，是難以通過傳統(tǒng)方法實現(xiàn)的。

如今，“桌面金屬”公司的幾項重大技術創(chuàng)新終于使得這項 30 年前的專利能夠用于實際的批量生產(chǎn)，其中就包括開發(fā)出使用沉積粘合劑的超高速噴墨打印技術。相比于同樣用于制作金屬零件的激光 3D 打印技術，這項技術的加工速度提升了將近 100 倍。

圖 | 這是剛剛打印好的鋼制推進器。在推進器葉片與金屬支架之間，是一條纖細的陶瓷線。在燒結(jié)過程中，這條線會變成砂礫，使得最終的產(chǎn)品能夠輕易地與支架分離

今年四月，“桌面金屬”公司發(fā)布了兩套全新的 3D 打印系統(tǒng)，在業(yè)界引起強烈反響。名為 DM Studio System 的系統(tǒng)包括一臺金屬3D打印機和一個燒結(jié)爐，售價 12 萬美元，并將于今年 9 月開始交付用戶。該平臺使用了“桌面金屬”公司稱為“結(jié)合金屬沉積”（BMD）的技術。而另一套名為 DM Production System 的系統(tǒng)售價則高達 42 萬美元，將于明年交付客戶，所使用的技術為“單通道噴射”（SPJ）。

從商業(yè)模式上看，“桌面金屬”公司同樣借鑒了 Carbon 公司的做法，除了直接購買設備，用戶也可以通過租賃形式來使用。

圖 | DM Studio System（左），DM Production System（右）

那么，面對來勢洶洶的攪局者，3D 打印市場兩大巨頭 3D Systems 和 Stratasys 將如何應對？

Carbon 公司對 3D Systems 和 Stratasys 造成的威脅是非常直接的。其中， Stratasys 只制造聚合物 3D 打印機，并與 3D Systems 一起瓜分了大部分市場份額。

然而針對 Carbon 的挑戰(zhàn)，3D Systems 立即作出反應，于今年三月推出了高速 3D 打印平臺 Figure 4。這套設備使用了“光固化立體成型”技術（SLA），通過特殊光線照射，使液態(tài)樹脂固化成型。從原理上看，與 Carbon 的“連續(xù)液面制造技術”（CLIP）非常相似。但 3D Systems 表示，他們的平臺要比傳統(tǒng) SLA 技術快 50倍，而且可用材料的范圍也得到很大拓展。反觀另一 3D 打印巨頭 Stratasys 動作略顯遲緩，還未發(fā)布任何超高速 3D 打印技術。

圖 | 3D Systems的Figure 4高速打印平臺

再來看“桌面金屬”公司，其快速崛起對 3D Systems 的激光金屬 3D 打印機也構成了威脅。盡管金屬 3D 打印業(yè)務只占 3D Systems 整體業(yè)務的約 10%，但誰都無法預計當通用、寶馬、波音、福特等制造業(yè)領軍企業(yè)開始關注3D打印市場時，金屬打印的市場份額不會水漲船高。

“桌面金屬”公司和 Stratasys 的關系則比較微妙，因為作為“桌面金屬”公司的早期投資者，Stratasys 選擇了與“桌面金屬”公司加強合作，甚至作為其全新金屬 3D 打印系統(tǒng)的分銷渠道。而且雙方已明確表示，將加強在技術方面的合作。

Stratasys 曾于 2013 年以 4 億美元收購 3D 打印明星公司 MakerBot，而且近期剛剛投資了知名英國金屬粉末材料制造商 LPW Technology。針對 Stratasys 的積極布局，外界也在猜測 Stratasys 是否會最終收購“桌面金屬”公司，來直接補全自己的 3D 打印產(chǎn)品線。

圖 | Stratasys曾于2013年以4億美元收購3D打印明星公司MakerBot

但不管各大 3D 打印市場玩家們選擇對抗還是合作，大量來自諸如谷歌等新興科技巨頭，或是通用電氣這類傳統(tǒng)制造業(yè)領軍企業(yè)的資本注入，已經(jīng)能看出 3D 打印市場在經(jīng)歷了很長時間的低迷（或者說技術積累）后，開始為下一輪爆發(fā)累積勢能。

一如深度學習之于人工智能，CRISPR 之于生物醫(yī)療，隨著諸如“連續(xù)液面制造”、“超高速金屬粉末噴射”等技術突破，關于 3D 打印“上上個世紀的思想、上個世紀的技術、這個世紀的市場”這句描述，或許真的會在我們這個時代應驗了。

來源：DeepTech深科技