以粉末床激光熔融技術(shù)為代表的金屬3D打印企業(yè)有很多——EOS、SLM Solutions、Renishaw、3D Systems、鉑力特、華曙高科、易加三維、漢邦科技。。。這串名單還可以更長，但是這些技術(shù)原理一樣的產(chǎn)品相互之間有哪些不一樣，除了穩(wěn)定性、知名度，可以想到的則不是很多。
“ LPBF技術(shù)領(lǐng)域很少有公司具有鮮明的特色，基本都大同小異，很難看到真正的差異化。未來，誰能證明他們可以降低成本、提高質(zhì)量并保證穩(wěn)定生產(chǎn)，誰就可以取勝。誰無法找到自己的真正差異性，誰就很容易從2020年開始出現(xiàn)錢不夠燒的情況。”——工程產(chǎn)品和服務(wù)公司Phoenix Analysis & Design Technologies 董事兼共同所有人Eric Miller
“差異化將是企業(yè)生存的關(guān)鍵，如果企業(yè)不能清楚的向市場傳達(dá)自己的價(jià)值主張，將很難脫穎而出。在這個(gè)市場中，克服成本壓力、提高材料靈活性、突破制造限制都將是非常具有吸引力的價(jià)值主張。”——金屬增材制造專家Alex Kingsbury
作為整個(gè)增材制造市場的重要參與者，系統(tǒng)供應(yīng)商驅(qū)動(dòng)著超過50％的市場，粉末床熔融技術(shù)（PBF）又是該市場中的主導(dǎo)技術(shù)。到現(xiàn)在為止，來自歐美和亞太主要工業(yè)地區(qū)的供應(yīng)商已經(jīng)提供了大量增材制造設(shè)備，各種模態(tài)類型和材料應(yīng)有盡有。正如上面分析所言，傳統(tǒng)設(shè)備商之間的產(chǎn)品差異化卻并不明顯。而近些年，市場上涌現(xiàn)出了一些基于傳統(tǒng)SLM技術(shù)的創(chuàng)新產(chǎn)品，似乎給這項(xiàng)發(fā)展了20多年的技術(shù)帶來了一些新活力。
傳統(tǒng)SLM技術(shù)的革新—差異化帶來新活力
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1. 十二激光、更大層厚，下一代金屬3D打印機(jī)
SLM Solutions雖是傳統(tǒng)的金屬3D打印制造商，但其技術(shù)理念一直引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。傳統(tǒng)大尺寸SLM設(shè)備通常配備三激光或四激光，但SLM Solutions目前正在研發(fā)的下一代金屬增材制造系統(tǒng)多達(dá)12激光，這將為增加打印尺寸、提高打印效率提供重要保證；除此之外，SLM Solutions自多年前就已推出0.06和0.09mm的大層厚打印工藝，相比很多公司固守小層厚，該公司為提高打印速度可謂煞費(fèi)苦心。2019年，SLM Solutions在一關(guān)鍵訂單中擊敗國內(nèi)某公司，順利度過難關(guān)。
SLM Solutions下一代設(shè)備打印的部件（600x 600mm）
2. 解決后處理痛點(diǎn)，無支撐金屬3D打印技術(shù)
支撐去除同樣是傳統(tǒng)SLM金屬3D打印技術(shù)的極大痛點(diǎn)，該過程幾乎只能通過手工操作，給零件處理帶來了極大不利，而且還會降低表面質(zhì)量，破壞脆弱結(jié)構(gòu)?；诖?，一些軟件開發(fā)商推出了智能化的支撐添加模塊，希望能夠簡化支撐添加過程、減輕去除難度，事實(shí)上這些功能正在生產(chǎn)一線發(fā)揮重要作用。但Velo3D的無支撐SLM技術(shù)來的更為徹底，通過無接觸的鋪粉方式以及可能的工藝動(dòng)態(tài)控制，該公司實(shí)現(xiàn)了零件無需支撐、無需生長在基板上即可成型的效果。毫無疑問的是，Velo3D的技術(shù)確實(shí)領(lǐng)先于當(dāng)前主流的SLM工藝，它顯示了該公司對材料和工藝的控制能力，給金屬3D打印技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用帶來了極大便利，這為獲得航空航天、國防和軍工部門的青睞奠定了基礎(chǔ)。
Velo3D無支撐金屬3D打印
3. 一次多層，多層并行打印技術(shù)
由澳大利亞Aurora Labs研發(fā)的多層并行打印技術(shù)比如今主流的金屬打印速度快幾個(gè)數(shù)量級，每天可成型上百公斤粉末。這種世界上“最快”的直接金屬3D打印機(jī)兼顧鋪粉與成型，無疑能夠同時(shí)保證對零件高精度、高性能、高復(fù)雜以及高效率的追求。
Aurora Labs多層并行打印技術(shù)
4. 質(zhì)量可追溯，決心替代后檢測
3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)增長的另一個(gè)關(guān)鍵原因是其在質(zhì)量保證方面的能力：金屬增材制造設(shè)備必須能夠始終如一地生產(chǎn)質(zhì)量高度穩(wěn)定的零部件。“隨著越來越多OEM不再滿足于單純的后檢測，生產(chǎn)過程中的質(zhì)量監(jiān)控和質(zhì)量保證已經(jīng)成為眾多解決方案提供商的工作重點(diǎn)。”Velo3D技術(shù)合作副總裁Zach Murphree博士表示，“測量機(jī)械完整性、檢測表面缺陷和孔隙度對于零件質(zhì)量至關(guān)重要，每個(gè)解決方案提供商都需要認(rèn)真考慮如何解決這些難題，到時(shí)候誰能拿出適用于關(guān)鍵組件的質(zhì)量控制解決方案，誰就能最終勝出。設(shè)備廠商和第三方供應(yīng)商都應(yīng)著力于解決OEM的痛點(diǎn)。”
Sigma Labs公司PrintRite3D熱能量密度算法
目前，Sigma Labs 等公司已經(jīng)開始提供可以在生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)。Sigma Labs 總裁兼首席執(zhí)行官 John Rice 最近在接受采訪時(shí)介紹，“我們的硬件/軟件包可以觀察并評估生產(chǎn)過程，并且利用熱信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中零部件規(guī)格出現(xiàn)偏離的情況。系統(tǒng)可以識別質(zhì)量問題發(fā)生的前兆，并及時(shí)提醒設(shè)備操作員停止生產(chǎn)并作出修正，從而降低零部件報(bào)廢或生產(chǎn)受限的情況。”
無疑，質(zhì)量監(jiān)控、可追溯正在成為高端用戶追求的目標(biāo)，這實(shí)際上為SLM系統(tǒng)制造商帶來了壓力。目前歐美設(shè)備商遙遙領(lǐng)先，傳統(tǒng)金屬3D打印老牌企業(yè)EOS和雷尼紹等均已推出了在線監(jiān)控和質(zhì)量可追溯模塊，國產(chǎn)品牌基本上仍停留在“錄像”階段，在差距顯現(xiàn)的同時(shí)，也是國產(chǎn)品牌創(chuàng)新的良機(jī)。
EOS依靠光學(xué)層析成像實(shí)現(xiàn)質(zhì)量可追溯
5. 關(guān)注細(xì)分領(lǐng)域，行業(yè)專用打印機(jī)
在細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)SLM技術(shù)的發(fā)展也正在凸顯出差異化的競爭趨勢。純銅打印的故事已經(jīng)講了多年，主流設(shè)備商依然是通過改造機(jī)器進(jìn)行工藝開發(fā)，而弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所、通快集團(tuán)以及日本島津和大阪大學(xué)等機(jī)構(gòu)則另辟蹊徑，從材料和激光相互作用的角度入手，通過改變光源提高純銅的成型效率。由通快集團(tuán)開發(fā)的綠激光3D打印機(jī)已經(jīng)上市，純銅和貴金屬的安全、高效率3D打印為這些材料在細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了道路。
通快采用綠激光打印的純銅零件
6. 減輕用戶負(fù)擔(dān)，材料再循環(huán)利用
金屬3D打印材料領(lǐng)域的發(fā)展同樣有不一樣的現(xiàn)象。此前材料制造商推出了多種霧化制粉工藝，但這些工藝所使用的原材料均是傳統(tǒng)棒材或金屬絲材等標(biāo)準(zhǔn)材料。但美國6K公司卻將目光聚焦于金屬3D打印的支撐結(jié)構(gòu)件、廢件以及來自于機(jī)加工行業(yè)的切屑、銑屑等可回收原料，通過其微波等離子平臺轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)金屬粉末，從而成為世界首個(gè)可以利用可持續(xù)資源，生產(chǎn)增材制造粉末的系統(tǒng)。6K的目標(biāo)是100％的利用進(jìn)入供應(yīng)鏈的所有材料，為增材制造用戶提供一種新的項(xiàng)目成本管理和供應(yīng)鏈控制方式，并同時(shí)朝著實(shí)現(xiàn)增材制造循環(huán)經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。
END
市場研究公司AMPower最近的一份報(bào)告顯示，2019年包括系統(tǒng)、材料和服務(wù)銷售在內(nèi)的全球金屬3D打印市場的估值約為20.2億歐元，未來幾年更是會以超過23%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長，并在2024年達(dá)到58.91億歐元。航空航天、國防和汽車終端行業(yè)對金屬3D打印的需求不斷增加，以及該技術(shù)在降低制造成本和縮短交貨時(shí)間等方面所體現(xiàn)的優(yōu)勢，成為市場快速增長的主要原因。
而從近幾年3D打印技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，無論是金屬3D打印、光固化還是激光燒結(jié)，解決制造弊病、突破傳統(tǒng)打印極限正在成為潮流。無論選的角度多么小，但只要能夠解決實(shí)際問題，都會成為產(chǎn)品差異化的突破口。正如王華明院士在近期《開講啦》中所提到的，一個(gè)公司一定要有自己的核心技術(shù)，能把潛在的優(yōu)勢變成現(xiàn)實(shí)的，才會得到發(fā)展。
