專訪Markforged：AI賦能3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)，復合材料3D打印潛力可達百億美元

金屬和碳纖維3D打印創(chuàng)業(yè)公司Markforged，2020年營收達7000萬美元，已在2021年2月宣布借殼上市紐交所，估值21億美元，募資4.25億美元。

△基于FFF擠出技術(shù)的Markforged Metal X 金屬3D打印機

△Markforged 連續(xù)碳纖維3D打印機

南極熊了解到，《Wohlers reports》數(shù)據(jù)顯示，Markforged的碳纖維3D打印機、金屬3D打印機等產(chǎn)品，2019年的時候出貨量就達2800臺，工業(yè)3D打印機市場占有率超過10%，位居全球第二位。對于一個創(chuàng)立于2013年的3D打印企業(yè)來說，這成績相當耀眼。

Markforged的3D打印核心技術(shù)有哪些？運營模式有哪些創(chuàng)新？為什么發(fā)展如此迅猛？針對中國的龐大市場需求，有什么計劃？

帶著這些問題，2021年3月，南極熊專訪了Markforged亞太區(qū)應(yīng)用工程部門主管Alan，為我們道出了天機。

完整3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)平臺

Markforged以復合材料3D打印機和桌面金屬3D打印機而聞名，專注于開發(fā)工業(yè)上的3D打印應(yīng)用。工業(yè)上的應(yīng)用一般對材料性能要求很高，要有緊密精準的生產(chǎn)流程控制能力，打印信息流動保密到位。 Markforged 針對客服需求開發(fā)新的產(chǎn)品和技術(shù)，包括材料、軟件和硬件。和其他很多3D打印公司不同的是，Markforged 思考的是一個全面的3D打印生產(chǎn)系統(tǒng)，不只開發(fā)材料或打印機，而是幫助客戶完成由圖紙到打印生產(chǎn)成品的整個過程，其中需要的3D打印機、材料、軟件、流程控制等都是很重要的部份。Markforged 的Digital Forge系統(tǒng)，就是把上面的整套過程都集合在一起了。　

Digital Forge是一個完整的優(yōu)化增材制造系統(tǒng)平臺，包括可靠耐用的3D打印機等硬件，工業(yè)級高質(zhì)量的材料，先進、可靠、簡單、易用、安全的軟件，直接直觀的流程控制及可預計的結(jié)果。量產(chǎn)零件的時候，可重復性就顯得非常重要。
△軟件+硬件+材料。打印金屬材料時，差異化的軟件平臺，將打印速度提高2倍，燒結(jié)時間減少42%，氣體消耗減少65%，打印容積提高15%，功能使用率提高了150%。數(shù)據(jù)來自Markforged提交給SEC（美國證券交易委員會）的上市路演PPT《Additive 2.0 Today（增材制造2.0時代）》

南極熊了解到，Digital Forge這種全流程的3D打印平臺，逐漸成為了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的趨勢和方向。一些有實力的3D打印企業(yè)，也正在往這個方向努力，像Formlabs、Carbon3D等，都是佼佼者。

△Markforged主要的3D打印硬件產(chǎn)品。已被全球3D打印產(chǎn)品庫https://product.nanjixiong.com收錄


融入機器學習能力，3D打印質(zhì)量自我進化

Digital Forge系統(tǒng)的強大之處在于，可以實現(xiàn)每一次打印都比上一次更準確。用戶打印零件的時候，把圖紙數(shù)據(jù)上傳到云端，由云端對數(shù)據(jù)進行集中處理后，再發(fā)送給3D打印機端去執(zhí)行打印命令。這樣做有個明顯的好處：所有用戶的打印流程經(jīng)驗，都會累計到云端平臺，整個系統(tǒng)就可以進行自我學習和進化。


Markforged把它命名稱為Blacksmith(鐵匠)，又叫Adaptive Manufacturing(適應(yīng)性制造/自調(diào)性制造)，是在傳統(tǒng)的切片和刀路軟件上加入了自動檢測和AI自我學習功能，Blacksmith這個軟件引擎，把原本分開獨立的步驟整合連在一起。在打印的過程中，打印頭上的雷射槍會同時掃描打印件，形成一個3D模型，AI引擎會立刻跟原3D圖檔做對比，借助自我學習能力，會自動修改打印的路徑為第二次的打印做補償，讓打印件更加接近原圖紙。

有了Blacksmith后，用戶不需要做打印后的掃描和質(zhì)量檢測，因為打印的同時，掃描檢測己經(jīng)做好了；每次打印，Blacksmith會帶有掃描報告，用戶也不需要再做打印件的公差補償。補償管理都是很麻煩的，用戶可把時間花在其他更有價值的地方。

高性能的3D打印材料配套

有了好的3D打印機和軟件系統(tǒng)，要想做出好的零件，還得依靠高性能的復合纖維材料或金屬材料。

復合材料方面，Markforged的Onyx材料是一種得到大量用戶歡迎和信任的多用途材料。它是以尼龍為基材，加入短碳纖維的復合材料。此外，Markforged也增加了Onyx FR 為 Onyx的防火版本，和Onyx ESD為Onyx 的防靜電版本。這些都是根據(jù)客戶的特殊需求而開發(fā)的。也有 Nylon White，沒有加入短碳纖維材料，主要用于上色和低摩擦系數(shù)的應(yīng)用。

上面的基礎(chǔ)材料都可以和Markforged 最有名的連續(xù)長纖維合并打印，連續(xù)長纖維有以下幾種：

• 連續(xù)碳纖維
• 連續(xù)克維拉纖維
• 連續(xù)高溫高強玻璃纖維
• 連續(xù)玻璃纖維
  

在聚合物材料3D打印領(lǐng)域取得大量技術(shù)和經(jīng)驗后，Markforged使用同樣的FDM熔融擠出工藝，從聚合物擴展到金屬材料，開發(fā)出FDM 金屬3D打印機，及相應(yīng)的材料和燒結(jié)設(shè)備。截至目前，金屬材料包括：

• 不銹鋼 17-4 (SUS 631)。
• H13(SKD61)，用于高溫模具,。
• A2(SKD12)，硬度高。
• D2(SKD11) 。
• Inconel625，使用溫度可高達1000度。
• Pure Copper純銅，其它的SLM 激光金屬3D打印技術(shù)很難打印。
  

工業(yè)級3D打印機出貨量位居全球第二
根據(jù)《Wohlers reports 2020》的數(shù)據(jù)，Markforged在2019年銷售的工業(yè)3D打印機市場占有率達到12.8%，位居全球第二位（出貨量約2800臺）。為什么能有這樣的成績呢？
△《Wohlers reports 2020》數(shù)據(jù)，工業(yè)級3D打印機設(shè)備廠商中，Stratasys出貨量第一，Markforged出貨量第二

Alan告訴南極熊，Markforged專注的市場和應(yīng)用跟傳統(tǒng)的3D打印應(yīng)用有很大不同。傳統(tǒng)的3D打印應(yīng)用注重于快速原型打印，使用的材料多是光感樹脂、PLA、ABS等塑料。 Markforged從一開始就著重于工業(yè)級的材料，如尼龍、碳纖維和后來的金屬。這材料可以幫助用戶升級到更加高級的應(yīng)用上，如生產(chǎn)線上的工具、要求更高的測試原形和直接的批量生產(chǎn)。

另外，Markforged非常注重客戶的使用經(jīng)驗。其Eiger云端平臺可以不繼更新，讓客戶得到更好的功能，和更方便的使用流程。根據(jù)客戶的反饋，幾乎每一個月都會更新Eiger的功能，而且這些更新都是免費的。

所以，Markforged客戶忠誠度連續(xù)多年都非常好，復購比例高，因為實實在在解決了制造生產(chǎn)問題。

新冠疫情對3D打印制造業(yè)的影響

南極熊從Markforged 2021年2月發(fā)布的招股說明書中看到，2020年營收達約7000萬美元。2020年的全球新冠疫情，使得一些大型3D打印廠商的營收遭受到20%到40%的下降，但Markforged基本可以與2019年持平，受到的影響不太大。關(guān)鍵的原因可能是，這種高性能的終端3D打印應(yīng)用逐漸成為剛需，而且增長較快，抵消了整體經(jīng)濟不好的消極面。

“COVID-19剛開始的時候，很多人都嚇到了，但我們很快就意識到這是增材制造行業(yè)可以為社會帶來幫助的機會，實現(xiàn)真正價值。我們看到很多人開始打印一些緊缺的醫(yī)療用品，Markforged也成立了一個生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)去打印面罩、咽拭子和個人防護設(shè)備等。后來因為很多辦公室都要停工，我們看見很多客戶把3D打印機帶回家中繼續(xù)工作，甚至有客戶緊急下單購買了一批3D打印機，讓他們的員工能在家中工作。我們的Digital Forge能使用戶可以打印高性能的可實際使用的零件，Eiger系統(tǒng)能讓你無縫地和其他人一起工作。一些地區(qū)政府看到這些問題和我們的解決方案，決定要建立一個地區(qū)的電子生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)去對應(yīng)未來的其他挑戰(zhàn)和危機，選擇了Markforged為平臺，為當?shù)貛装賯�生產(chǎn)商配備Markforged 3D打印機，去應(yīng)對緊急生產(chǎn)需求。我們也學到很多。詳情可看COVID-19 供應(yīng)鏈報告白皮書http://m.lhkhtyz.com/thread-144771-1-1.html�！盇lan說。


Markforged如何面對中國的3D打印市場需求

在談中國3D打印市場之前，南極熊想讓大家看看日本對Markforged 3D打印機的需求。

Markforged的3D打印機在日本市場非常受歡迎，是它在亞洲比較成功的地區(qū)。里面有幾個原因：
第一，Markforged進入日本市場比較早，在2017年就進入了。
第二，日本本土的3D打印廠商很少，讓Markforged的市場推廣更有效率，同時其材料和打印效果對比其他的3D打印技術(shù)有明顯分別。
第三，重視打印流程和控制，Markforged 3D打印和技術(shù)方案制造生產(chǎn)工具，能為日本的生產(chǎn)廠商們帶來很高的經(jīng)濟效益。特別是眾多的中小型生產(chǎn)工廠，買得比較多。

對于中國市場，Markforged目前還在起步階段。過去幾年的貿(mào)易摩擦帶來很多的不確定性，特別是碳纖維相關(guān)產(chǎn)品，屬于敏感產(chǎn)品。但是，也已經(jīng)有一些用戶在中國使用了：
中國一汽，應(yīng)用到研發(fā)和生產(chǎn)上。例如正在研發(fā)的復雜連接零件，傳統(tǒng)方法生產(chǎn)需要經(jīng)過多種不同的技術(shù)加工生產(chǎn)，包括模具制造，金屬鍛造，多軸CNC切割等，整個生產(chǎn)流程非常復雜。但現(xiàn)在用金屬3D打印機Metal X 可以一次成形，幾天內(nèi)就可以生產(chǎn)零件。而且還可以實現(xiàn)零件輕量化設(shè)計。
強生集團，使用3D打印技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用上，例如工裝夾具。

“希望在短時間之內(nèi)，我們可以在中國市場做推廣，帶進來更多新技術(shù)和應(yīng)用，多多和大家交流�！盇lan向南極熊透露，“2021年我們主要的市場活動，包括5月份的上海TCT展，和9月的深圳Formnext展。在中國大陸市場，Markforged主要策略是通過合作代理商伙伴來進行銷售和售后支持，并且會不停地通過網(wǎng)絡(luò)如網(wǎng)上研討會等方式推廣。”

另外，中國本土的復合材料3D打印機廠商也正在崛起，證明了有人相信復合材料是3D打印的下一個起點、下一個爆發(fā)點，所以有人愿意投資去開發(fā)這方面的技術(shù)。這就說明Markforged的技術(shù)路線是對的，同時也走在領(lǐng)先位置。另外，正如上面所說整個打印流程上的整合，Markforged的優(yōu)勢是Digital Forge平臺，而不是單單的復合材料或者成形方法。

未來市場潛力巨大

國外3D打印專業(yè)媒體3dpbm Research發(fā)布報告稱，復合材料增材制造市場（材料、硬件、服務(wù)和應(yīng)用）將從2020年的4.8億美元增長到2030年超過106億美元，增長22倍。

而Markforged公司，是在對的時候，在對的行業(yè)，擁有對的產(chǎn)品和對的團隊。Markforged公司內(nèi)部對未來的復合材料增材制造市場抱有非常樂觀和正面的預期。現(xiàn)在很多人很多公司都對這個領(lǐng)域抱有興趣，更多人的投入會大力推動市場的發(fā)展。復合材料3D打印是很多行業(yè)和技術(shù)的發(fā)展方向，如輕量化、零件整合一體化、創(chuàng)成式設(shè)計等。我們應(yīng)該去思考一下，未來10年有超過20倍的增長，那我們現(xiàn)在應(yīng)該要開始去做些什么？