总计超过4.34亿美元！谷歌、GE联合投资3D打印制造技术

如果稍加留意，会发现今年的麻省理工科技评论“全球 50 家最聪明的公司”榜单中，出现了两家 3D 打印公司：Carbon和“桌面金属”（Desktop Metal），一前一后分列榜单的第 18 和 19 位。

图 | 3D打印公司Carbon和“桌面金属”分列榜单的18和19位

3D 打印在很多人印象中已经不再是个“风口”。一方面，传统制造业的核心竞争力就在于其目前所掌握的制造技术，而另一方面，3D 打印一直以来无法克服其可用材料有限、打印效率低下的问题。在产业界在对 3D 打印技术一无意愿二无动力的情况下，该技术的处境多年来一直比较尴尬。

但现在，情况似乎开始发生变化了……目前Carbon 公司正与著名运动品牌阿迪达斯合作，预计在 2018 年底打印 10 万双运动鞋。双方希望在大规模制造中应用全新的 3D 打印技术，并在传统制造业中掀起一场革命。

图 | Carbon与阿迪达斯合作的3D打印量产运动鞋“FutureCraft 4D”

值得注意的是，Carbon 和“桌面金属”公司背后的投资者都同时包括谷歌风投（GV）和通用电气风投（GE Ventures），一家是最前沿科技的代表，另一家则是传统制造的领军企业。不论是巧合还是有意的布局，这种投资组合往往是某一领域的技术即将爆发的前兆，比如在人工智能、生物医疗等前沿领域，都有类似案例。

图 | Carbon公司四轮累计融资2.22亿美元

图 | “桌面金属”公司五轮累计融资约2.12亿美元

鉴于麻省理工科技评论“全球最聪明的 50 家公司”榜单评选的核心标准是：“高精尖科技创新”与“能够保证公司的利益最大化的商业模式”的完美结合， Carbon 和“桌面金属”公司的入选除了技术的创新性之外，它们的商业模式又有何“聪明”之处？3D 打印市场是否会因为搅局者的进入而再度火爆？“创新者的窘境”会不会在现有的两家 3D 打印巨头 3D Systems 和 Stratasy 身上再次应验，被后来者革了自己的命？

正如榜单中的描述，Carbon 公司凭借其“连续液面制造技术”（Continuous Liquid Interface Production, CLIP），极大拓展了 3D 打印材料的选择范围，同时把目前最先进的聚合物 3D 打印速度提高了 25-100 倍。而 CLIP 技术也被作为封面文章，被刊登在了 2015 年 3 月 20 日出版的《科学》杂志上。

图 | CLIP技术的论文被作为封面文章，被刊登在了2015年3月20日出版的《科学》杂志上

而有限的材料、缓慢的制造过程正是阻碍 3D 打印技术大规模进入市场的关键因素。所以，当 Carbon 公司的联合创始人兼首席执行官 Joseph DeSimone 教授在 2015 年的 TED 大会上发布其 CLIP 原型机时，引起了业界极大的震动。

不同于传统的分层打印方法，CLIP 技术是在液态光敏聚合物浆池中连续“生长”出产品，然后通过紫外线照射进行固化。这种连续不间断的打印过程避免了分层打印中的停顿时间，是 CLIP 技术能实现高速打印的关键因素。

图 | CLIP技术原理图

Carbon 也因此进入了公司发展的快车道，不久后接受了来自谷歌、通用电气、 Autodesk 等总计 2.21 亿美元的投资。并于 2016 年密集发布了 M1、M2 型 3D 打印机，以及 SppedCell 3D 打印平台。

随后，包括福特、强生、宝马、UPS、阿迪达斯在内的各大公司纷纷与 Carbon 建立合作关系。其中，阿迪达斯更是将 Carbon 公司的 3D 打印技术直接投入了大规模生产，并将在今年 12 月上市5000双首款3D打印运动鞋“FutureCraft 4D”。

图 | Carbon公司的M系列3D打印机

Carbon 公司采用的设备租赁模式或许是其商业模式的“聪明”之处。以 M1 型 3D 打印机为例，其每年的租金为 4 万美元，软件升级维护、液态光敏聚合物加注再收取额外费用。

这种商业模式有两个明显优势：一是客户不需要一次性支出动辄几十上百万美元的费用来购买设备，而且可以将成本平均分摊到每次制造的产品中；二是客户通过租赁形式能保证所使用的设备都是最新的，而不用担心自己的技术被迅速淘汰。

但 Carbon 公司首席执行官 Joseph DeSimone 教授表示，目前的这种租赁模式其实并不挣钱，只是意图通过降低客户成本来推广产品和技术。他希望建立一种类似于苹果App Store的模式，让客户可随意选择自己所需要的材料及制造工艺。比如这次 Carbon 与阿迪达斯的合作中，后者就选择了一种轻质弹性蜂窝材料来制造运动鞋中底（如下图）。

与 Carbon 公司不同，单从“桌面金属”这个名字上看，就能知道这家公司专攻金属材料 3D 打印。

更令人关注的是，这家公司的创始人中包括 4 名赫赫有名的麻省理工学院教授。其中，麻省理工学院材料科学系系主任 Christopher Schu 教授和 Emanuel Sachs 教授都是该领域中的领军人物，此外还包括麻省理工学院材料科学系科学家蒋业明（Yet Ming-Chiang）教授，和机械工程学院副教授 A. John Hart。

图 | “桌面金属”公司联合创始团队（前排左起：Ric Fulop、A. John Hart、Jonah Myerberg; 后排左起：Yet Ming-Chiang、Chris Schuh,、Ely Sachs、Rick Chin）

实际上，为了提升金属 3D 打印的速度，以便将该技术用于制造金属零件，“桌面金属”公司使用了一种可追溯到 20 世纪 80 年代后期的技术。Emanuel Sachs教授早在 1989 年就提交了一份有关 3D 打印技术的专利申请。

在这份专利文件中，描述了如何铺上薄薄一层金属粉末，然后使用喷墨印刷工艺来沉积这些金属。在此过程中，需要有选择性地将金属粉末结合在一起。这一过程重复成百上千次之后，人们可以打造几何上几乎无限复杂的金属部件。不过这在当时，还属于“异想天开”的范畴。

图 | 一个正在烧结炉内进行烧结处理的液压岐管。烧结炉内的温度高达1400℃。这样的部件结构过于复杂，是难以通过传统方法实现的。

如今，“桌面金属”公司的几项重大技术创新终于使得这项 30 年前的专利能够用于实际的批量生产，其中就包括开发出使用沉积粘合剂的超高速喷墨打印技术。相比于同样用于制作金属零件的激光 3D 打印技术，这项技术的加工速度提升了将近 100 倍。

图 | 这是刚刚打印好的钢制推进器。在推进器叶片与金属支架之间，是一条纤细的陶瓷线。在烧结过程中，这条线会变成砂砾，使得最终的产品能够轻易地与支架分离

今年四月，“桌面金属”公司发布了两套全新的 3D 打印系统，在业界引起强烈反响。名为 DM Studio System 的系统包括一台金属3D打印机和一个烧结炉，售价 12 万美元，并将于今年 9 月开始交付用户。该平台使用了“桌面金属”公司称为“结合金属沉积”（BMD）的技术。而另一套名为 DM Production System 的系统售价则高达 42 万美元，将于明年交付客户，所使用的技术为“单通道喷射”（SPJ）。

从商业模式上看，“桌面金属”公司同样借鉴了 Carbon 公司的做法，除了直接购买设备，用户也可以通过租赁形式来使用。

图 | DM Studio System（左），DM Production System（右）

那么，面对来势汹汹的搅局者，3D 打印市场两大巨头 3D Systems 和 Stratasys 将如何应对？

Carbon 公司对 3D Systems 和 Stratasys 造成的威胁是非常直接的。其中， Stratasys 只制造聚合物 3D 打印机，并与 3D Systems 一起瓜分了大部分市场份额。

然而针对 Carbon 的挑战，3D Systems 立即作出反应，于今年三月推出了高速 3D 打印平台 Figure 4。这套设备使用了“光固化立体成型”技术（SLA），通过特殊光线照射，使液态树脂固化成型。从原理上看，与 Carbon 的“连续液面制造技术”（CLIP）非常相似。但 3D Systems 表示，他们的平台要比传统 SLA 技术快 50倍，而且可用材料的范围也得到很大拓展。反观另一 3D 打印巨头 Stratasys 动作略显迟缓，还未发布任何超高速 3D 打印技术。

图 | 3D Systems的Figure 4高速打印平台

再来看“桌面金属”公司，其快速崛起对 3D Systems 的激光金属 3D 打印机也构成了威胁。尽管金属 3D 打印业务只占 3D Systems 整体业务的约 10%，但谁都无法预计当通用、宝马、波音、福特等制造业领军企业开始关注3D打印市场时，金属打印的市场份额不会水涨船高。

“桌面金属”公司和 Stratasys 的关系则比较微妙，因为作为“桌面金属”公司的早期投资者，Stratasys 选择了与“桌面金属”公司加强合作，甚至作为其全新金属 3D 打印系统的分销渠道。而且双方已明确表示，将加强在技术方面的合作。

Stratasys 曾于 2013 年以 4 亿美元收购 3D 打印明星公司 MakerBot，而且近期刚刚投资了知名英国金属粉末材料制造商 LPW Technology。针对 Stratasys 的积极布局，外界也在猜测 Stratasys 是否会最终收购“桌面金属”公司，来直接补全自己的 3D 打印产品线。

图 | Stratasys曾于2013年以4亿美元收购3D打印明星公司MakerBot

但不管各大 3D 打印市场玩家们选择对抗还是合作，大量来自诸如谷歌等新兴科技巨头，或是通用电气这类传统制造业领军企业的资本注入，已经能看出 3D 打印市场在经历了很长时间的低迷（或者说技术积累）后，开始为下一轮爆发累积势能。

一如深度学习之于人工智能，CRISPR 之于生物医疗，随着诸如“连续液面制造”、“超高速金属粉末喷射”等技术突破，关于 3D 打印“上上个世纪的思想、上个世纪的技术、这个世纪的市场”这句描述，或许真的会在我们这个时代应验了。

来源：DeepTech深科技