深度對話趙華——惠普的3D打印之路與展望

Formnext + PM South China 團隊邀約到了3D打印行業(yè)巨頭之一的惠普3D打印與數(shù)字制造集團中國區(qū)業(yè)務負責人趙華先生為做專訪。本次與趙華先生的對話深入了解了惠普的3D打印發(fā)展之路，技術(shù)路線的選擇、經(jīng)典案例的分享以及其BJ技術(shù)全面剖析與未來展望等。

本次專訪將為助力中國3D打印發(fā)展以及BJ技術(shù)的落地提供重要的參考及啟示，惠普展位號：C127（6號館）。

△惠普在2022德國Formnext 3D打印展展位

Q1：HP從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)向3D打印之路

趙華：惠普HP進入中國市場今年正好40年，對于惠普從既有業(yè)務到6年前進入3D打印行業(yè)特別是國內(nèi)制造業(yè)，我的感受是有幾個出發(fā)點。

首先，HP一直對國內(nèi)市場的獨特性和差異性有所認知。從幾十年前作為首家落地國內(nèi)的硅谷科技企業(yè),發(fā)展到在國內(nèi)有自己的制造工廠、研發(fā)基地、營銷中心，我們的電腦部門、家用打印機、激光產(chǎn)品、工業(yè)數(shù)碼印刷等專門針對中國市場開發(fā)了本地化的產(chǎn)品和生態(tài)系統(tǒng)并獲得了很大成功，因此從3D打印部門創(chuàng)立伊始，很容易得到了公司總部的支持而為中國市場制定專門的戰(zhàn)略和目標，HP中國經(jīng)歷了40年相對而言足夠了解和尊重中國市場的唯一性。

第二個出發(fā)點是HP有接近30年的工業(yè)打印和數(shù)字印刷基因，對于工業(yè)3D打印和工業(yè)數(shù)字印刷的終端客戶而言，關(guān)注點很大程度是相通的，特別是產(chǎn)能、質(zhì)量、可靠性、附加值和成本、應用和技術(shù)的長期可擴展性幾個方面。對于HP來講，在這些方面我們有了非常成熟的對于大規(guī)模傳統(tǒng)工業(yè)制造的理解和積累，以及相應的商業(yè)和國內(nèi)運營以及服務體系支撐。

第三，我們知道需要深入了解國內(nèi)的垂直行業(yè)應用市場，更精準的確定哪些國外的經(jīng)驗可以借鑒, 哪些不能照搬而需要我們重新開發(fā)挖掘驗證, 并在眾多領(lǐng)域與國內(nèi)外的合作伙伴攜手發(fā)展。相對應的，我們決定進入3D打印的時候方向路線比較聚焦和明確，技術(shù)積累也比較深厚和集中，無論在聚合物高分子還是金屬打印方面，都是以實現(xiàn)終端產(chǎn)品批量制造作為最終方向。

在國內(nèi)市場這五六年的時間里我們也是經(jīng)過了市場拓展方向上的反復驗證，也經(jīng)歷了很多3D打印品牌經(jīng)歷過的環(huán)節(jié)，就是如何去與理論和實際上均有裨益的各個應用行業(yè)客戶、專家、機構(gòu)合作，一起重新創(chuàng)造增量市場，從而推進對于增材制造這一生產(chǎn)方式在制造業(yè)的更廣泛采用等。

譬如說，在2019年我們發(fā)現(xiàn)能夠帶給整體行業(yè)長期受益的，是如何讓更多的零件滲透到終端用戶。為此我們通過與服務商和代工廠的合作，把更多的設計和制造可能性介紹到終端用戶。在初期, 對于類似途徑間接觸及的終端用戶而言，用戶未必一定確認具體交付產(chǎn)品的制造工藝細節(jié)，但是用戶會解決了一些固有的痛點, 逐步習慣了在某一個更快交期以某種成本拿到某種質(zhì)量性能合適的零件，從而會慢慢培育形成終端使用方的標準。如以前的零件一個乃至多個禮拜交付，現(xiàn)在一到兩天就可以交付，相對應的，零件質(zhì)量滿足性能，交付周期更短，滿足終端組裝使用需求并帶來確定增值的時候,很多用戶會持續(xù)使用并主動去了解這是基于什么制造方式技術(shù)，是否應該在自己的設計階段也更多基于這種技術(shù)去做更合適的調(diào)整從而降本增效，乃至解放設計約束發(fā)揮產(chǎn)品層面的性能提升。在此基礎(chǔ)之上,我們同時與各方合作深入理解在其中涌現(xiàn)出集中的行業(yè)應用, 能夠在更前沿的時候參與到整個方案的生命周期，從而作為可信可靠的合作方參與全程，并在有需要的時候與企業(yè)院校等用戶搭建其專有的3D打印設計驗證或者教育中心等。

回顧過去四五年包括疫情期間，我們在整個市場終端用戶實際使用的零件和產(chǎn)品數(shù)量都是飛速增長的,月均使用量增長了數(shù)十倍,也參與和見證了很多小中大批量產(chǎn)品基于3D打印的落地與成長, 因此我們感覺3D打印的趨勢是實現(xiàn)產(chǎn)品批量化生產(chǎn)的直接應用。

Q2：關(guān)于惠普3D打印技術(shù)路線的選擇

趙華：就像前面提到，選擇工業(yè)級別的3D打印是由HP對市場的展望，在工業(yè)制造方面的基因和數(shù)十年積累的噴墨打印技術(shù)決定的，我們注重的是各個垂直行業(yè)制造端的終端產(chǎn)品。當決定進入3D打印市場時，面對數(shù)萬億級別的制造業(yè)市場，我們適合做什么，最適合的技術(shù)路線以及市場空間又是什么？這都是我們當時考量的問題。

基于工業(yè)2D數(shù)字印刷的基礎(chǔ)以及技術(shù)積累上，我們圍繞全輻面高速成型確認了技術(shù)方向，對應的產(chǎn)品方案也是基于這種方式衍生的多射流熔融MJF，如4200,5200,5420等，并通過端到端的自動化與軟件數(shù)據(jù)進行繼續(xù)優(yōu)化和材料的擴展(PA12, PA11, TPU, PP,PA12GB等等)。在非金屬領(lǐng)域的用戶層面，中批量小批量是一個快速增長的切入點。雖然非金屬零件這部分在國內(nèi)批量生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝非常多，如注塑加工等等，但這也促使了我們和用戶與合作伙伴一起更精準的定義和落實細分價值。

在金屬打印方面，我們在做內(nèi)部調(diào)研的時候幾乎是與非金屬的啟動時間節(jié)點同步，選定的技術(shù)方向是圍繞在金屬Binder Jetting也就是粘結(jié)劑噴射這個方面，我們判斷這是一個中大批量產(chǎn)品直接制造同時解放設計約束并顯著減少碳排放的方向, 從而推出了規(guī)模生產(chǎn)級別的S100系列方案，然后再持續(xù)更新迭代, 并且從原材料和后處理方向推出更適合國內(nèi)的全開放合作戰(zhàn)略。

從整個產(chǎn)品解決方案的定位來講，我們通過MJF面向中小批量產(chǎn)品制造和原型驗證的市場，金屬方面MetalJet面向中大批量的直接制造市場，各有機遇和專注。

Q3：HP在醫(yī)療行業(yè)的主要應用方向以及案例

趙華：目前3D打印涉及的應用行業(yè)非常多，醫(yī)療行業(yè)是3D打印技術(shù)應用比較貼合且能夠?qū)?D打印技術(shù)的優(yōu)勢最大化發(fā)揮的行業(yè)之一。因為這個行業(yè)可以用3D打印技術(shù)直接做終端產(chǎn)品，高附加值高溢價，同時無論是在醫(yī)院診所還是最終用戶端，需求非常符合高頻少量定制化的特點。

HP在醫(yī)療行業(yè)的應用案例是非常多的，包括全球和國內(nèi)市場。從我們非金屬產(chǎn)品線來講，目前已經(jīng)被比較廣泛應用的切入點就是醫(yī)療康復相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品、手術(shù)導板、齒科矯正以及醫(yī)療設備。在過去幾年里很多HP的國內(nèi)外醫(yī)療客戶開發(fā)了通過認證的康復治療類的產(chǎn)品,如脊柱側(cè)彎矯形器、手臂術(shù)后恢復矯形器、義肢接受腔、定制化鞋墊等。這類產(chǎn)品能夠較為快速的突破進入應用，在完成相應的行業(yè)和規(guī)定認證后，同時也能快速滿足終端的需求并且給用戶帶來更精準的治療或康復效果以及舒適滿意度等。在這些領(lǐng)域里，除了打印方案本身以外, HP也通過生物相容性的材料和全球的靈活合作模式以及全流程方案來輔助客戶的市場開拓。

而從金屬產(chǎn)品類別來講，在醫(yī)療領(lǐng)域我們目前大多的應用案例是醫(yī)療器械和耗材類，如手術(shù)室的工具和植入輔助等, 因為類似很多器材可能涉及到不同的設計形態(tài)可以更好的輔助手術(shù)完成度或者器械效能等等。醫(yī)療產(chǎn)品的附加值比較高，它整個推廣的周期也相對較完整，現(xiàn)在是一個很好的時間節(jié)點， 因為相當部分代表性項目在國內(nèi)已經(jīng)原生性落地，有相對較為清晰的發(fā)展衍生路徑。

Q4：HP 在汽車行業(yè)的主要案例、應用方向及建議

趙華：對于HP在汽車行業(yè)的應用，全球范圍內(nèi)非金屬與金屬方向均較為清晰, 而國內(nèi)市場我們目前以非金屬落地應用居多, 金屬因為2022年剛在國內(nèi)發(fā)布因此在國內(nèi)的汽車行業(yè)多在開發(fā)驗證階段。非金屬領(lǐng)域中設計試制最為常見，如與國內(nèi)的標桿車企合作的車門和排風管的設計等加快開發(fā)周期驗證的產(chǎn)品, 以及基于TPU來制作的軟膠類零件，如動力系統(tǒng)的管路和緩沖類部件等。在金屬方面，目前我們基于Binder Jetting技術(shù)的汽車零部件合作, 包括內(nèi)飾、動力總成和電動汽車的電氣轉(zhuǎn)換部分等。

國外汽車行業(yè)在金屬領(lǐng)域用BJ這種方式進展更早, 部分可能是因為之前MIM金屬注射成型工藝在國外的汽車應用已經(jīng)很廣泛，相對而言到BJ是一個很直接的互補方式，可以基于同類型材料替換之前MIM不適合的產(chǎn)品，或者對于開發(fā)周期迭代要求較高的零件。在我們國內(nèi)，傳統(tǒng)的金屬注射成型在3C等領(lǐng)域的覆蓋面要更廣于汽車醫(yī)療等行業(yè)，相對應的我們也在與行業(yè)生態(tài)鏈攜手加快這幾個領(lǐng)域進程的切入點。

汽車行業(yè)的特點是供應鏈比較長和完整，從一級、二級到三級供應商等等，我們國內(nèi)供應商的基礎(chǔ)制造和成本管控能力是非常強的, 因此從整個3D打印推進的角度會有一個遞進的過程。國內(nèi)汽車主機廠OEM端大多具備3D打印試制和原型設計等團隊，但是在其中對于通過主機廠的各級供應商將3D打印產(chǎn)品作為一個量產(chǎn)的方式應用到終端產(chǎn)品, 進而帶來整體的系統(tǒng)或分系統(tǒng)性能提升, 就這一場景的終端落地來說，可能是要小于在醫(yī)療或者消費電子等行業(yè)的終端使用比例。

對于BJ金屬注射成形技術(shù)本身，我們也在更精確的驗證有明顯附加值意義的零部件。目前我感覺有兩個明顯發(fā)展方向，就是散熱以及電氣轉(zhuǎn)換相關(guān)的子系統(tǒng), 譬如在新能源汽車行業(yè)，它本身重新設計的概率比較大，對于有助于提高能源使用率等設計直接運用的概率也大。譬如圍繞電池和儲能模組的散熱，通過這種新的設計提高整個既定功率下的使用周期進而受益到續(xù)航能力。此外因為新能源汽車有很多電源轉(zhuǎn)換電路，通過3D打印的方式基于易導電的原料開發(fā)的零件，在局部進行設計，在加工環(huán)節(jié)由于減少了觸點環(huán)節(jié)，因此在電氣上的轉(zhuǎn)換效率會有提升, 也是對于3D打印的價值一個印證。

整體來講汽車行業(yè)的很多終端直接應用還處于爬坡驗證階段，盡管未必在大批量量產(chǎn)，但也為我們指引了大致的發(fā)展方向。

Q5：關(guān)于HP的BJ技術(shù)應用中經(jīng)典案例分享

趙華：有一個金屬與非金屬在垂直細分行業(yè)結(jié)合的案例想分享一下。

高爾夫揮球在操作上會有一些重力的分配，球頭設計的優(yōu)化會直接帶來部分性能的改變。傳統(tǒng)加工技術(shù)不是很容易實現(xiàn), 當通過3D打印的技術(shù)去重新設計，前后經(jīng)歷了數(shù)年的時間，經(jīng)過零件級別的測試、組裝之后的各種可靠性測試，表面效果等等，貫穿了完整的產(chǎn)品生命周期。從最開始設計需求性能反推到原型做多次的迭代，然后到有了產(chǎn)品到組裝，最終到了產(chǎn)品的發(fā)布，3D打印在其中的作用就像隱型冠軍的助推器。

這案例的成功給予了我們信心，說明只要有一個完整推動的誘因，其實很多細分產(chǎn)業(yè)是可以從頭做到尾的。同樣對于確定性很高的性能提升的追求，是一個多方受益的局面, 而最終用戶也會因此通過比傳統(tǒng)制造高一些溢價的新技術(shù)來開發(fā)和生產(chǎn)他們產(chǎn)品。

Q6：關(guān)于BJ在傳統(tǒng)制造業(yè)推廣中面對的挑戰(zhàn)

趙華：關(guān)于BJ技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)和痛點，或者是很多3D打印技術(shù)的共同挑戰(zhàn)，其實還是產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本和產(chǎn)出率這三個點。

我的觀點在這三個要素之中最重要的是從端到端的終端良率問題，因為產(chǎn)能在一定程度上是可以不停通過迭代來提升的；成本來講，可以通過與材料的合作與兼容來提升量級從而降低成本。但是端對端的良率控制需要長期來改善，同時也反向要求我們的產(chǎn)品一定是非常工業(yè)化的解決方案，要能夠解決每天在不同設備，不同時間段上做出來的產(chǎn)品的超高一致性。

對于BJ來講和其他路線不一樣的地方是它天然面向大批量生產(chǎn)的，因此就要求產(chǎn)品的良率達到傳統(tǒng)規(guī)模制造的標準，這個方案才有更廣袤市場。這是在我看來目前最高的優(yōu)先級,相信我們很多同行也看到了這個挑戰(zhàn)并在持續(xù)改善。

Q7：HP 對BJ技術(shù)的市場展望
趙華：關(guān)于BJ這個技術(shù)，我個人的認知也是在一直學習中。我們判斷這個技術(shù)很適合做中大批量的產(chǎn)品，所以我們花了大量的資源去實踐中證明這個技術(shù)的量產(chǎn)一致性、高良率、自動化方案和成本持續(xù)可控，因此用戶可以基于對于量產(chǎn)能力的信心而發(fā)揮3D打印所帶來的獨有優(yōu)勢。

我們目前落地的項目有很多產(chǎn)品數(shù)量高達萬到10萬級這個量級，即使在采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式完全一樣的設計下，同樣得到驗證BJ技術(shù)生產(chǎn)出來的零件和傳統(tǒng)制造的零件整體全鏈條成本接近，良率接近，同時顯著節(jié)省了交付周期和后期加工時間，而且材料利用率更高也更符合全流程降低碳排放的方向, 并且從根本上釋放了通過設計優(yōu)化來進一步降本增效減碳的可能性。

說到碳排放的問題，未來BJ這項技術(shù)路線所生產(chǎn)的零件產(chǎn)品相對于很多傳統(tǒng)制造而言在能耗和原材料使用率是有天然優(yōu)勢的，在未來碳中和碳指標稅等國內(nèi)外政策的影響下，BJ技術(shù)也是未來生產(chǎn)零件的重要技術(shù)儲備方向。

Q8：關(guān)于HP 自動化生產(chǎn)的建設

趙華：自動化這個方向以及整套自動化解決方案，從多年前的產(chǎn)品規(guī)劃和后期落地階段貫穿始終，無論是金屬或是非金屬方面, 我們都致力于給用戶提供合適的選項，這樣最大化整體解決方案的適配性和規(guī)模量產(chǎn)的一致性和經(jīng)濟型。

Q9：HP 對于國內(nèi)BJ競爭格局的看法

趙華：與國內(nèi)的幾個BJ的品牌廠商以及上下游合作方，我們過去幾年持續(xù)交流都很多也互相很尊重，大家都有一致的想法和共識，就是為了做規(guī)模量產(chǎn)的增量市場。市場足夠大，這個時候需要攜手開創(chuàng)。