開放進取、深植制造，訪工業級3D打印設備voxeljet創始人Ingo博士
3D打印成為家喻戶曉的一個名詞的時候，我們可能很少注意到3D打印這個詞起源于3DP技術。這項技術最早誕生于麻省理工，隨后德國voxeljet成為將其成功商業化的公司之一，voxeljet于2013年登陸美國紐交所成功上市。
那么，voxeljet這家德國公司“接盤”美國麻省理工發明的3DP技術發展得怎么樣了? voxeljet的產品線布局遵循什么樣的思路？voxeljet基于3DP技術在做哪些更深層次的研發？對于voxeljet的另外一項應用技術-HSS高速激光燒結技術，voxeljet進入這個市場的理由是什么？面對中國市場，voxeljet如何把握機遇？
本期對話的嘉賓是voxeljet創始人Ingo Ederer博士。
圖片：從左到右（ 王曉燕/3D科學谷,Ingo Ederer博士/voxeljet)
商業價值觀：客戶喜歡
3DP技術-粘接劑噴射3D打印技術工作原理是，先鋪一層粉末，然后使用噴嘴將粘合劑噴在需要成型的區域，讓材料粉末粘接，形成零件截面，然后不斷重復鋪粉、噴涂、粘接的過程，層層疊加，獲得最終打印出來的零件。技術優勢在于成型速度快、無需支撐結構，而且能夠輸出彩色打印產品。
到2016年底，voxeljet累計裝機量為124臺，這其中的銷量冠軍是VX1000。VX1000是在2011年推向市場的，目前裝機量大約為56臺，幾乎占掉了所有裝機量的一半。根據Ingo Ederer博士，VX1000在市場上受到了廣泛的歡迎是因為這臺設備可以滿足大多數應用的需求，客戶喜歡這臺設備還因為它可以打印多種不同的材料，既可以打印砂模，又可以打印塑料；不僅可以用于鑄造業這樣的工業領域，還可以用在《星球大戰》等電影道具這樣的娛樂產業。
比VX1000更大的尺寸是VX2000, VX4000。那么，為什么介于VX1000與VX2000之間，voxeljet并沒有推出一個居間型號，例如VX1500？voxeljet布局產品線的思路是什么？Ingo Ederer博士認為目前需要更大打印尺寸的市場需求落在了VX2000可以滿足的區間，如果市場的需求足夠支撐新型號的市場投入成本，讓voxeljet認為有必要推出類似于VX1500這樣的型號，那毫無疑問，voxeljet會根據市場的需求來推出新型號的設備。
圖片：從左到右（Ingo Ederer博士/voxeljet, 王曉燕/3D科學谷，Johannes Pesch/voxeljet, 金天拾/voxeljet）
“客戶喜歡”是Ingo Ederer博士經常提起的一個詞，短的交貨時間和高度的靈活性對企業的競爭力很重要，如何合理地把這兩者聯系起來，同時又很經濟？拿voxeljet的3D打印砂型和型芯設備來說,相比于傳統的生產方法。其設備的靈活性包括沒有必要擔心傳統方式無法實現的干涉和角度問題。而且對組件的更改也不需要重新開模具，可以快速和更容易地進行。滿足薄壁及復雜的幾何形狀，靈活的修改調整，3D打印對傳統的制造模式形成有力的補充。
圖片：voxeljet-維捷大型3DP設備，適合重工業
在大尺寸的砂模打印方面，鑄件尺寸越大，需要制造的砂芯數量就越多。3DP技術用于大型鑄件砂模制造方面存在著砂芯排氣、砂芯固定，以及外冷鐵設置和固定等挑戰。例如，在柴油發動機的鑄造中對于砂模的要求是很高的，需要保證砂型的形狀尺寸，以及形狀之間的相對位置，能夠保證鑄件的壁厚均勻。一個典型的例子，voxeljet在滿足客戶曼的柴油發動機缸蓋的砂型模具制造需求的時候，挑戰還來自于緊迫的時間壓力——曼希望在兩周內完成砂型模具的制造并將發動機缸蓋鑄造出來。模具由一個頂部和底部的外框以及19個核心部分組成，其中7個核心部分具有不同的幾何形狀，砂型模具被分為兩半，還包括了溢流口、冒口和排氣孔等部分。滿足曼的要求是挑戰巨大的，此外曼選擇通過3D打印來制造砂型還因為這個發動機缸蓋的設計包括了很多干涉部分，而3D打印的自由造型能力可以充分克服這些挑戰。voxeljet所用的打印成型材料為190μm平均晶粒尺寸的沙粒，打印層厚為0.4毫米。這樣的系統工作了29個小時將兩塊砂模打印完成，滿足了曼嚴格的交期和制造精度要求。
開拓精神：與客戶一起探索
毫無疑問，打印材料開啟設備的無限潛能，voxeljet正在花費精力開發諸如鑄造用鉻鐵砂、PMMA塑料、陶瓷、碳化硅、硬質合金和水泥等新材料，那么，這些新材料的應用空間有多大？
Ingo Ederer博士認為這些材料為voxeljet本身和用戶提供了許多探索開發的空間，你永遠不知道結合著材料與打印技術將揭示出多么神奇的市場空間。拿陶瓷來說，voxeljet正在出售越來越多的設備是用來打印陶瓷的，而且相比于市場上其他的陶瓷3D打印技術來說，voxeljet的陶瓷打印優勢在于尺寸大，速度快，對于一項技術是否有市場前景來說，答案很簡單，那就是客戶說“Yes”。
關于硬質合金的打印，德國弗朗霍夫（Fraunhofer）研究所的研究人員已經成功地使用3DP粘合劑噴射三維打印技術生產硬質合金刀具。通過3DP打印硬質合金粉末，能夠輕松創建復雜的設計。陶瓷硬質材料的粉末顆粒，包括碳化鎢顆粒通過含鈷、鎳或鐵的粘結材料層層打印粘結起來。這種粘合材料不僅是粉末層之間的粘合劑，還使得產品具有良好的機械性能并能生產完全致密的部件，甚至可以選擇性地調整彎曲強度、韌性和硬度。
雖然通過3DP技術來打印硬質合金刀具并未進入到產業化領域，Ingo Ederer博士認為voxeljet要做的是一方面持續性的做新材料的研發，另一方面重視與市場交流，新應用的開發與客戶有至關重要的作用，有時候你的設備到了客戶那里，他們將應用發揮到另一個級別，這是一個相輔相成的過程。
除了深耕3DP技術與應用，voxeljet還在進入與注塑工藝競爭的塑料件直接打印。對于voxeljet所獲得授權使用的HSS高速激光燒結技術，HSS被認為是降低SLS零件成本的手段，以使3D打印與諸如注塑等大規模制造技術具有競爭力。通過更換SLS中使用的昂貴的激光器并增加機器的生產能力，可以達到與注塑成型競爭的速度和成本來燒結零件。之所以進入到這一領域，Ingo Ederer博士認為原因很簡單，為了進入生產領域。
圖片：voxeljet的HSS高速激光燒結技術制造的New Balance鞋中底
面對未知的未來，保持開放的心態。在筆者看來，Ingo Ederer博士身上有一種創業者與企業家的特質，那就是技術之外，保持對未知的好奇心。這種好奇心驅動著他肯于持續性的投入研發。在美國紐交所上市無疑將voxeljet放到了多重的股評與分析師審視之下，企業的利潤與股價直接相關，如何平衡短期利益與長期發展之間的矛盾，是每個企業在經營核心業務之外所面對的挑戰。
服務步伐：正在加快
2017年第一季度，voxeljet的服務銷售同比增長了35.9%。2017年5月16日，voxeljet-維捷中國在蘇州吳江區完成新工廠的奠基儀式，新廠房建筑面積約7500平方米，將服務亞洲的砂模與精密鑄造模具3D打印需求。
圖片：voxeljet維捷中國服務中心奠基
目前全球范圍內，voxeljet服務的客戶群包括奔馳、寶馬、福特、保時捷、大眾等。下一步，Ederer博士認為一方面這種設備采購和打印需求呈現出延伸的趨勢，更多中等規模的客戶加入到這一群體中來，voxeljet正在圍繞著其核心技術為客戶提供一攬子交鑰匙解決方案，其中包括自動化解決方案。另一方面，中國的國土很大，有著不同的地區特點，voxeljet充分尊重其客戶的需求，配合客戶的發展需要，進行中國服務戰略的升級。
關于德國，關于中國，有多少差別？一方面，Ingo Ederer博士覺得德國在發生著轉變，很多事情值得破除我們對德國所定義的自我、保守的印象。一切皆有可能，一切都在變化中。同樣對于中國的市場，Ingo Ederer博士感到這是個安全、上進的國家，毋庸置疑，中國市場對voxeljet很重要。深知中國的市場對價格的敏感程度更高的同時，Ingo Ederer博士認為沒有必要懼怕競爭，更沒必要止步不前，因為競爭本身是一件對客戶來說更加公平的事情，而客戶對價格的認可來自于對品質的認同，voxeljet要做的就是將品質貫穿在價格中，讓客戶感到物有所值。
服務好客戶，看到“客戶喜歡”是voxeljet心之所向。
(責任編輯：admin)
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