專訪：摩方材料微納3D打印精密制造，落戶無(wú)錫總投資5億元

2018年6月20日，摩方高精密增材制造項(xiàng)目在無(wú)錫舉行了簽約儀式。

據(jù)了解，摩方高精密增材制造項(xiàng)目落戶于錫山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)精密機(jī)械產(chǎn)業(yè)園，總投資5億元人民幣。公司專業(yè)主攻全球技術(shù)領(lǐng)先的微納尺度3D打印，將建設(shè)面向國(guó)家及世界重大需求的具有國(guó)際影響力和競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新研究院，并最終建成規(guī)模不低于四條3D材料打印生產(chǎn)線。

南極熊對(duì)摩方聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家方絢萊教授，摩方美國(guó)公司總經(jīng)理夏春光博士進(jìn)行了專訪。通過(guò)這個(gè)專訪，或許可以讓你看到，全球頂尖的微納米尺度3D打印企業(yè)對(duì)于精密制造技術(shù)未來(lái)前景的深度解讀。

Δ摩方聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學(xué)家方絢萊教授（中）與摩方美國(guó)公司總經(jīng)理夏春光博士（右）接受南極熊（左）采訪

提到摩方材料，用一句話評(píng)論就是，這是一家微納尺度3D打印及顛覆性精密加工能力解決方案提供商。摩方材料是一家很年輕的高新技術(shù)企業(yè)，于2016年在中國(guó)深圳、美國(guó)波士頓及香港同步創(chuàng)立。公司核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)由公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼麻省理工學(xué)院終身教授方絢萊教授領(lǐng)導(dǎo)。目前，在摩方擔(dān)任資深科學(xué)家的有美國(guó)工程院院士、光學(xué)專家William Plummer教授，及被譽(yù)為“全球眼鏡學(xué)之父”的Mo Jalie教授。

微納米尺度3D打印是目前全球最前沿的先進(jìn)制領(lǐng)域之一。復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)在微納機(jī)電系統(tǒng)、精密光學(xué)、生物醫(yī)療、組織工程、新材料、新能源、高清顯示、微流控器件、微納光學(xué)器件、微納傳感器、微納電子、生物芯片、光電子和印刷電子等領(lǐng)域有著巨大的產(chǎn)業(yè)需求。

摩方的微納米級(jí)3D打印技術(shù)被《麻省理工科技評(píng)論》列為2015 年全球10大顛覆性技術(shù)突破第二名，也是該領(lǐng)域公認(rèn)的全球4支前沿團(tuán)隊(duì)中唯一的華人團(tuán)隊(duì)。跟隨項(xiàng)目同時(shí)落戶無(wú)錫的還有摩方公司近40人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，其中博士近20名。

Δ微納米尺度 3D 打印

微納制造，精密必現(xiàn)

大家都知道，傳統(tǒng)的切削加工，包括機(jī)械、激光、超聲切削，屬于減材制造。減材制造最難以實(shí)現(xiàn)的部分之一體現(xiàn)在裝配上。尤其是在微尺度結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，增材制造去除了組裝的難度，甚至能夠取代裝配的步驟。在打印精度方面，傳統(tǒng)加工制造很難達(dá)到比較高的精度，而微觀的打印能夠輕易地達(dá)到10微米以下。

Δ三維點(diǎn)陣模型

Δ微型彈簧

Δ超高XY打印精度

3D打印的潛在優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在批量的個(gè)性化制造。在宏觀領(lǐng)域，相對(duì)比較難實(shí)現(xiàn)批量制造；而微結(jié)構(gòu)的3D打印領(lǐng)域，為大規(guī)模個(gè)性化制造提供了可能性。方絢萊教授為我們舉了一個(gè)例子：第一代的集成電路只有4個(gè)單元，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今的集成電路有幾千萬(wàn)個(gè)單元，這是隨著科技進(jìn)步精細(xì)度不斷提升的結(jié)果。又比如，手機(jī)上的相機(jī)成本可以做到幾美元一個(gè)，而傳統(tǒng)的單方相機(jī)還是幾千美元。3D打印的微觀精密結(jié)構(gòu)就在這些領(lǐng)域體現(xiàn)出了它的價(jià)值。

Δ微縮藝術(shù)品：唐代佛像

Δ微縮藝術(shù)品：無(wú)錫玉飛鳳

Δ生物支架

Δ三維點(diǎn)陣模型

獨(dú)特的精密制造3D打印材料：未來(lái)前景無(wú)限

南極熊曾經(jīng)報(bào)道過(guò)方絢萊教授研發(fā)的受熱收縮的3D打印超材料。方絢萊教授告訴南極熊，除了這種受熱收縮的超材料，最近Nature雜志刊登了一項(xiàng)新的研發(fā)成果：磁性機(jī)器人。利用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人能夠在很短的時(shí)間里改變其構(gòu)型，按照預(yù)見(jiàn)設(shè)計(jì)好的方式進(jìn)行形變。這種快速響應(yīng)、利用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的特性，只有在微觀條件下才能實(shí)現(xiàn)，在宏觀領(lǐng)域無(wú)法找到這樣的例子。只有尺寸做到足夠小，反應(yīng)速度才能提升，對(duì)外場(chǎng)的響應(yīng)形變才能更明顯。

Δ負(fù)熱膨脹多材料樣件

不是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是重要補(bǔ)充

我們知道德國(guó)公司Nanoscribe，與摩方的技術(shù)路線類似，2017年收入已達(dá)幾千萬(wàn)美元，銷售了150套設(shè)備，主要來(lái)自于3D打印機(jī)銷售及微制造服務(wù)。Nanoscibe的技術(shù)路線雖然與摩方相似，但針對(duì)的是不同的用戶。

在目前階段，雖然Nanoscibe已經(jīng)賣出了150套設(shè)備，但是在市場(chǎng)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有被滿足。在摩方看來(lái)，工業(yè)領(lǐng)域市場(chǎng)還有更大的需求，有著非常廣闊的應(yīng)用空間。摩方真正的目標(biāo)并不是取代Nanoscibe，而是要升級(jí)傳統(tǒng)生產(chǎn)加工設(shè)備，類似傳統(tǒng)注塑等方式。因此需要更多的用戶來(lái)理解、合作，擴(kuò)大認(rèn)知程度。只有3D打印真正融入生產(chǎn)鏈，這個(gè)市場(chǎng)才能被培育起來(lái)。

據(jù)南極熊市場(chǎng)調(diào)研，深圳摩方材料科技有限公司自主研發(fā)的3D打印系統(tǒng)已被美國(guó)麻省理工學(xué)院（M.I.T）、阿聯(lián)酋Masdar Institute、南京大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院納米所、香港城市大學(xué)等世界頂級(jí)科研機(jī)構(gòu)使用。

Δ摩方材料3D打印設(shè)備nanoArch P140，采用PμLSE（面投影微立體光刻）技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)高精度多材料微納尺度3D打印的設(shè)備。通過(guò)將紫外光投影到液態(tài)樹(shù)脂表面使其固化，逐層累加從而完成產(chǎn)品的制作。通過(guò)一次曝光可以完成一層的制作。

前景無(wú)限的3D打印高精度眼鏡片

中國(guó)框架鏡片市場(chǎng)年均銷售額600億元，其中鏡片市場(chǎng)180億元（相比之下，整個(gè)中國(guó)3D打印市場(chǎng)還達(dá)不到100億元）在整個(gè)鏡片行業(yè)中技術(shù)含量較高的鏡片設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)控制軟件、模具加工、合成高折射樹(shù)脂材料等環(huán)節(jié)，均被美國(guó)、歐洲、日本等境外公司掌控。3D打印鏡片，將是一個(gè)重大的技術(shù)應(yīng)用突破。

摩方作為精準(zhǔn)驗(yàn)光私人定制鏡片的創(chuàng)新企業(yè)，提出“五度間隔、兩度公差”的精準(zhǔn)驗(yàn)光理念，將先進(jìn)視光功能鏡片設(shè)計(jì)與國(guó)際前列的微納米高精密制造技術(shù)相結(jié)合，為公眾帶來(lái)全新的驗(yàn)光體驗(yàn)，使更健康、更符合人體需求的定制化鏡片。

傳統(tǒng)加工方式非常復(fù)雜，而目前最新的鏡片加工方式是計(jì)算機(jī)數(shù)控加工，主要包含單點(diǎn)金剛石加工和微納米高精密3D打印這兩種技術(shù)。然而，能實(shí)現(xiàn)表面為任何形狀的自由曲面的制造，如非環(huán)曲面和漸進(jìn)表面，最好的解決方案便是微納米高精密3D打印技術(shù)。

南極熊了解到，自由曲面鏡片用傳統(tǒng)工藝很難實(shí)現(xiàn)、造價(jià)不菲，但摩方的技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)，且成本跟普通鏡片差不多。3D打印鏡片對(duì)于眼鏡行業(yè)的意義猶如活字印刷對(duì)于出版業(yè)的意義，這種新技術(shù)能帶來(lái)更快、更經(jīng)濟(jì)、更靈活、更準(zhǔn)確的鏡片生產(chǎn)。我們相信這種技術(shù)能夠讓視力障礙患者獲得更舒適、光明的未來(lái)。

未來(lái)：更多應(yīng)用

在其它領(lǐng)域，摩方還處于更早期的階段，但是我們已經(jīng)看到了無(wú)限前景。微納3D打印能實(shí)現(xiàn)的精密器件數(shù)不勝數(shù)，例如心血管支架、內(nèi)窺鏡、特定的電子接插件等。這些領(lǐng)域與國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合，還需要一定時(shí)間。這次在無(wú)錫成立研究院，會(huì)大大加速合作應(yīng)用的推廣方式，推進(jìn)我們國(guó)家的微納尺寸3D打印應(yīng)用。

Δ生物支架

和所有新興技術(shù)一樣，微納3D打印正變得更加精密、功能更強(qiáng)大、成本更低。當(dāng)然新的技術(shù)出現(xiàn)時(shí)，也會(huì)面對(duì)一定的挑戰(zhàn)。南極熊看好摩方材料，相信微納米尺度3D打印能夠在更多領(lǐng)域發(fā)揮出更大的價(jià)值。