专访Markforged：AI赋能3D打印生产系统，复合材料3D打印潜力可达百亿美元

金属和碳纤维3D打印创业公司Markforged，2020年营收达7000万美元，已在2021年2月宣布借壳上市纽交所，估值21亿美元，募资4.25亿美元。

△基于FFF挤出技术的Markforged Metal X 金属3D打印机

△Markforged 连续碳纤维3D打印机

南极熊了解到，《Wohlers reports》数据显示，Markforged的碳纤维3D打印机、金属3D打印机等产品，2019年的时候出货量就达2800台，工业3D打印机市场占有率超过10%，位居全球第二位。对于一个创立于2013年的3D打印企业来说，这成绩相当耀眼。

Markforged的3D打印核心技术有哪些？运营模式有哪些创新？为什么发展如此迅猛？针对中国的庞大市场需求，有什么计划？

带着这些问题，2021年3月，南极熊专访了Markforged亚太区应用工程部门主管Alan，为我们道出了天机。

完整3D打印生产系统平台

Markforged以复合材料3D打印机和桌面金属3D打印机而闻名，专注于开发工业上的3D打印应用。工业上的应用一般对材料性能要求很高，要有紧密精准的生产流程控制能力，打印信息流动保密到位。 Markforged 针对客服需求开发新的产品和技术，包括材料、软件和硬件。和其他很多3D打印公司不同的是，Markforged 思考的是一个全面的3D打印生产系统，不只开发材料或打印机，而是帮助客户完成由图纸到打印生产成品的整个过程，其中需要的3D打印机、材料、软件、流程控制等都是很重要的部份。Markforged 的Digital Forge系统，就是把上面的整套过程都集合在一起了。　

Digital Forge是一个完整的优化增材制造系统平台，包括可靠耐用的3D打印机等硬件，工业级高质量的材料，先进、可靠、简单、易用、安全的软件，直接直观的流程控制及可预计的结果。量产零件的时候，可重复性就显得非常重要。
△软件+硬件+材料。打印金属材料时，差异化的软件平台，将打印速度提高2倍，烧结时间减少42%，气体消耗减少65%，打印容积提高15%，功能使用率提高了150%。数据来自Markforged提交给SEC（美国证券交易委员会）的上市路演PPT《Additive 2.0 Today（增材制造2.0时代）》

南极熊了解到，Digital Forge这种全流程的3D打印平台，逐渐成为了产业应用的趋势和方向。一些有实力的3D打印企业，也正在往这个方向努力，像Formlabs、Carbon3D等，都是佼佼者。

△Markforged主要的3D打印硬件产品。已被全球3D打印产品库https://product.nanjixiong.com收录


融入机器学习能力，3D打印质量自我进化

Digital Forge系统的强大之处在于，可以实现每一次打印都比上一次更准确。用户打印零件的时候，把图纸数据上传到云端，由云端对数据进行集中处理后，再发送给3D打印机端去执行打印命令。这样做有个明显的好处：所有用户的打印流程经验，都会累计到云端平台，整个系统就可以进行自我学习和进化。


Markforged把它命名称为Blacksmith(铁匠)，又叫Adaptive Manufacturing(适应性制造/自调性制造)，是在传统的切片和刀路软件上加入了自动检测和AI自我学习功能，Blacksmith这个软件引擎，把原本分开独立的步骤整合连在一起。在打印的过程中，打印头上的雷射枪会同时扫描打印件，形成一个3D模型，AI引擎会立刻跟原3D图档做对比，借助自我学习能力，会自动修改打印的路径为第二次的打印做补偿，让打印件更加接近原图纸。

有了Blacksmith后，用户不需要做打印后的扫描和质量检测，因为打印的同时，扫描检测己经做好了；每次打印，Blacksmith会带有扫描报告，用户也不需要再做打印件的公差补偿。补偿管理都是很麻烦的，用户可把时间花在其他更有价值的地方。

高性能的3D打印材料配套

有了好的3D打印机和软件系统，要想做出好的零件，还得依靠高性能的复合纤维材料或金属材料。

复合材料方面，Markforged的Onyx材料是一种得到大量用户欢迎和信任的多用途材料。它是以尼龙为基材，加入短碳纤维的复合材料。此外，Markforged也增加了Onyx FR 为 Onyx的防火版本，和Onyx ESD为Onyx 的防静电版本。这些都是根据客户的特殊需求而开发的。也有 Nylon White，没有加入短碳纤维材料，主要用于上色和低摩擦系数的应用。

上面的基础材料都可以和Markforged 最有名的连续长纤维合并打印，连续长纤维有以下几种：

• 连续碳纤维
• 连续克维拉纤维
• 连续高温高强玻璃纤维
• 连续玻璃纤维
  

在聚合物材料3D打印领域取得大量技术和经验后，Markforged使用同样的FDM熔融挤出工艺，从聚合物扩展到金属材料，开发出FDM 金属3D打印机，及相应的材料和烧结设备。截至目前，金属材料包括：

• 不锈钢 17-4 (SUS 631)。
• H13(SKD61)，用于高温模具,。
• A2(SKD12)，硬度高。
• D2(SKD11) 。
• Inconel625，使用温度可高达1000度。
• Pure Copper纯铜，其它的SLM 激光金属3D打印技术很难打印。
  

工业级3D打印机出货量位居全球第二
根据《Wohlers reports 2020》的数据，Markforged在2019年销售的工业3D打印机市场占有率达到12.8%，位居全球第二位（出货量约2800台）。为什么能有这样的成绩呢？
△《Wohlers reports 2020》数据，工业级3D打印机设备厂商中，Stratasys出货量第一，Markforged出货量第二

Alan告诉南极熊，Markforged专注的市场和应用跟传统的3D打印应用有很大不同。传统的3D打印应用注重于快速原型打印，使用的材料多是光感树脂、PLA、ABS等塑料。 Markforged从一开始就着重于工业级的材料，如尼龙、碳纤维和后来的金属。这材料可以帮助用户升级到更加高级的应用上，如生产线上的工具、要求更高的测试原形和直接的批量生产。

另外，Markforged非常注重客户的使用经验。其Eiger云端平台可以不继更新，让客户得到更好的功能，和更方便的使用流程。根据客户的反馈，几乎每一个月都会更新Eiger的功能，而且这些更新都是免费的。

所以，Markforged客户忠诚度连续多年都非常好，复购比例高，因为实实在在解决了制造生产问题。

新冠疫情对3D打印制造业的影响

南极熊从Markforged 2021年2月发布的招股说明书中看到，2020年营收达约7000万美元。2020年的全球新冠疫情，使得一些大型3D打印厂商的营收遭受到20%到40%的下降，但Markforged基本可以与2019年持平，受到的影响不太大。关键的原因可能是，这种高性能的终端3D打印应用逐渐成为刚需，而且增长较快，抵消了整体经济不好的消极面。

“COVID-19刚开始的时候，很多人都吓到了，但我们很快就意识到这是增材制造行业可以为社会带来帮助的机会，实现真正价值。我们看到很多人开始打印一些紧缺的医疗用品，Markforged也成立了一个生产网络去打印面罩、咽拭子和个人防护设备等。后来因为很多办公室都要停工，我们看见很多客户把3D打印机带回家中继续工作，甚至有客户紧急下单购买了一批3D打印机，让他们的员工能在家中工作。我们的Digital Forge能使用户可以打印高性能的可实际使用的零件，Eiger系统能让你无缝地和其他人一起工作。一些地区政府看到这些问题和我们的解决方案，决定要建立一个地区的电子生产网络去对应未来的其他挑战和危机，选择了Markforged为平台，为当地几百个生产商配备Markforged 3D打印机，去应对紧急生产需求。我们也学到很多。详情可看COVID-19 供应链报告白皮书https://www.nanjixiong.com/thread-144771-1-1.html。”Alan说。


Markforged如何面对中国的3D打印市场需求

在谈中国3D打印市场之前，南极熊想让大家看看日本对Markforged 3D打印机的需求。

Markforged的3D打印机在日本市场非常受欢迎，是它在亚洲比较成功的地区。里面有几个原因：
第一，Markforged进入日本市场比较早，在2017年就进入了。
第二，日本本土的3D打印厂商很少，让Markforged的市场推广更有效率，同时其材料和打印效果对比其他的3D打印技术有明显分别。
第三，重视打印流程和控制，Markforged 3D打印和技术方案制造生产工具，能为日本的生产厂商们带来很高的经济效益。特别是众多的中小型生产工厂，买得比较多。

对于中国市场，Markforged目前还在起步阶段。过去几年的贸易摩擦带来很多的不确定性，特别是碳纤维相关产品，属于敏感产品。但是，也已经有一些用户在中国使用了：
中国一汽，应用到研发和生产上。例如正在研发的复杂连接零件，传统方法生产需要经过多种不同的技术加工生产，包括模具制造，金属锻造，多轴CNC切割等，整个生产流程非常复杂。但现在用金属3D打印机Metal X 可以一次成形，几天内就可以生产零件。而且还可以实现零件轻量化设计。
强生集团，使用3D打印技术在医疗设备的研发和生产应用上，例如工装夹具。

“希望在短时间之内，我们可以在中国市场做推广，带进来更多新技术和应用，多多和大家交流。”Alan向南极熊透露，“2021年我们主要的市场活动，包括5月份的上海TCT展，和9月的深圳Formnext展。在中国大陆市场，Markforged主要策略是通过合作代理商伙伴来进行销售和售后支持，并且会不停地通过网络如网上研讨会等方式推广。”

另外，中国本土的复合材料3D打印机厂商也正在崛起，证明了有人相信复合材料是3D打印的下一个起点、下一个爆发点，所以有人愿意投资去开发这方面的技术。这就说明Markforged的技术路线是对的，同时也走在领先位置。另外，正如上面所说整个打印流程上的整合，Markforged的优势是Digital Forge平台，而不是单单的复合材料或者成形方法。

未来市场潜力巨大

国外3D打印专业媒体3dpbm Research发布报告称，复合材料增材制造市场（材料、硬件、服务和应用）将从2020年的4.8亿美元增长到2030年超过106亿美元，增长22倍。

而Markforged公司，是在对的时候，在对的行业，拥有对的产品和对的团队。Markforged公司内部对未来的复合材料增材制造市场抱有非常乐观和正面的预期。现在很多人很多公司都对这个领域抱有兴趣，更多人的投入会大力推动市场的发展。复合材料3D打印是很多行业和技术的发展方向，如轻量化、零件整合一体化、创成式设计等。我们应该去思考一下，未来10年有超过20倍的增长，那我们现在应该要开始去做些什么？