惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?


63人参与 |分类: V生活邦|时间: 2020-07-10
惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

那些年非常奇妙的 3D 列印,现在怎幺样了?说实话并没有觉得它有进入普通人的生活。

某天逛商场碰见一个 3D 列印摊位:印度人站在机器前,你给他 10 元,他在那台机器上敲几下,过一会机器就吐出一个小塑胶动物玩具。

仅此而已。

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

3D 列印技术,前几年号称能彻底革命製造业,现在看来也只是少数人的玩具。3D 列印并没有进入一般家庭,美国人需要做什幺东西,还是得跑一趟 Home Depot。

前几年逛 Maker Faire,总是能看到许多 3D 列印新创公司,但之后一年比一年少。大约是这些公司明白,3D 列印创业没什幺前景,都转行做区块链了吧。

2C 没戏了,2B 呢?

在芝加哥全美最大製造业展会 IMTS(国际製造业科技展),笔者发现惠普这家公司:

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

上图是大会中惠普新发表的印表机。为何做印表机的,还能跟「製造业」发生关係?

仔细了解以后,发现惠普的新印表机,远比多年没用过的印表机厉害多了:

首先,它们是 3D 印表机,名叫 Metal Jet。其次,顾名思义,能 3D 列印金属──比之前只能印塑胶的厉害多了。

此机器主要生产金属零件,小到齿轮,大到工业金属製品,只要是一体的,都能用 Metal Jet 列印出来。

比如手排车的变速桿:

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

据惠普介绍,列印效率已达大规模量产等级。

但也不便宜:单机售价 39 万美元以下,产品计画将在 2020 年开始向早期用户发货,2021 年大规模供货。

然而,惠普这家从半导体起家的公司,能挑战传统製造业这件事,完成成百上千家 3D 列印公司未成的事业吗?

3D 列印瞄準 12 兆元製造业市场

为什幺现在有了成本够低的工具生产金属螺丝和齿轮,还要使用高科技的 3D 列印?

因为金属零件的诞生之路大概是:工厂锻打、塑形、高压压缩、切割金属后,再将分散世界各地厂商製造的零件集合、组装、衔接。

过程中浪费了很多材料,增加许多成本。即便先进如苹果,也会在生产和组装 iPhone 时产生很多浪费和无法避免的成本增加。

3D 列印的效率就高得多。如果真的推广并统一製造业,总体来讲工厂浪费的材料会减少,成本会降低。

然而想实现理想,首先要解决大规模量产问题。

玩过 3D 列印的朋友都知道,3D 列印挺耗费材料,且列印速度不快,一个小小的玩具,可能要几分钟才能印完。

如果要在指定货期达量产级数量,也无法一下子买下成千上万台印表机吧?

「我们需要证明,3D 列印技术可用于大规模量产。」惠普 3D 列印业务部门总裁史蒂芬‧尼格罗(Stephen Nigro)表示,「对 3D 列印技术的质疑,最核心的就是能否量产。若一直只用于自订化生产,那幺永远没人会把它当回事。」

大部分的人不知道,其实早在 2016 年,惠普就已推出量产塑胶的 3D 印表机 Jet Fusion plastic 3D。解决塑胶之后,金属将成为 3D 列印的真正圣杯。

而 3D 列印技术在处理製程方式完全不同。

3D 列印的「学名」叫「增材製造」(Additive Manufacturing,AM),就如字面含义,是透过层层处理材料形成沉积的方法来生产产品。

据尼格罗介绍,3D 列印又分 3 个不同「流派」:光学切割、射出成型和黏合剂喷射成型。

第一种很浪费材料,第二种较简单但有天花板,比如成品的精确度。喷射成型的全称是「黏合剂喷射成形技术」,意思是印表机喷头将「胶水」喷到原材料粉末的对应位置,得到想要的形状。

Metal Jet 属于喷射成型。这可厉害了,因为这次被喷的可不是塑胶,而是熔点较高的金属。

为什幺这种高科技列印技术,惠普做得出来?

可以这样理解:惠普的 3D 列印喷射成型,跟沿用几十年的纸张喷墨列印,本质上差不多,属于同一科技树的更新分枝。

「惠普过往 30 年在热喷墨技术的积累,让我们的 3D 列印技术起点很高。」惠普金属 3D 列印事业部全球事业经理提姆‧韦伯(Tim Weber)说。「我们可在 3D 列印拥有比其他对手大两倍的页宽,比他们多 4 倍的喷嘴密度。」

不仅如此,据他介绍,惠普这幺多年专注于列印,积累了很多化学材料专利,这给他们很大的优势:列印金属时,可有效降低机器里黏合剂的比例,进而降低成品重量。

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

 Metal Jet 约和成年男子一样高。

「我们有这种技术优势,于是做了些市场调查,最终决定集中在量产而非自订化业务。」尼格罗表示。

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

 Metal Jet 的控制面板。

想要更大市场,惠普先要做「推销员」

据惠普介绍,横向来看,整个製造业价值 12 兆美元,3D 列印有很大空间,而现在明显占比还很小。垂直来看,每年仅汽车、工业和医疗业就能生产数十亿个金属零件,垂直领域蕴含很多机会。

技术準备好了,还需要市场接受。惠普开始向市场最重要的玩家推荐自己的技术,靠什幺吸引他们?当然是证明这种技术可帮助降低成本。

这就需要和两类对手比较:其他 3D 列印技术提供商,以及传统製造方式。

尼格罗表示,相较于其他 3D 列印技术,Metal Jet 可将工作效率提高 50 倍,同时降低成本。

尼格罗以汽车零件「指形从动滚轮」为例,「如果你使用金属射出成型,单个零件成本是 2 美元;如果你使用光学切割,成本将遽增至 40~50 美元。

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

根据惠普核算,用 Metal Jet 生产这个零件的成本能降到 2 美元,且会比射出成型的产品更轻。

老实讲,用惠普印表机代替工厂用了十多年的车床,也不一定就能降低成本,还得看生产什幺零件。

「对一些特定零件,我们的技术成本比传统方式更低。」在製造业,生产零件的成本一般来自三方面:材料粉末、机器成本及后期射出成型等工序。

尼格罗表示,企业工厂权衡是否採用 3D 印表机,不应该只计算量产成本,很重要的考虑在于,3D 印表机显着降低了原型生产,即打样成本。业界人士大多清楚,过去如果找工厂生产东西,打样的价格最贵。

惠普开始和垂直业界的顶尖公司合作,推广自家产品,进行客户教育。

惠普连金属 3D 列印都能量产了,这对产业会带来什幺变革?

 惠普已和福斯、GKN、Parmatech 等公司达成合作。

「我们的方法是,先和零件製造商、材料企业联繫,告诉他们有新技术可帮助节省成本,并证明给他们看。然后,製造商再跟客户介绍这种新的生产方式,拿到订单。」

比如,惠普先找到世界最大零件製造商之一的 GKN,后者转身联络自己的客户,问他们是否愿意订购 3D 列印的零件,来代替传统方式生产的零件。

透过这种方式,惠普还真得到不少大品牌背书,比如 GKN 的客户福斯。

福斯技术规划与发展主管马丁‧歌德(Martin Goede)博士介绍,旗下一些车型的车钥匙及个性名牌现已透过 3D 列印量产,计划明年达成变速桿的 3D 列印量产,未来甚至有可能做到车身等核心部件 30% 由 3D 列印完成。

塑胶量产 3D 列印方面,惠普已和中国伙伴在中国展开合作。不过由于金属列印目前刚全球首发,暂时还未公布金属列印的中国合作伙伴,惠普表示,正和一些中国伙伴密切沟通。

尼格罗对情况并不担忧:「现在一切刚起步,如果我们的判断正确,将带给製造业一次大颠覆。」