文/ 邱月燁

2018年，在中國的一場發(fā)布會(huì)上，媒介追問惠普機(jī)構(gòu)3D打印全世界總裁Stephen Nigro關(guān)于金屬3D打印的最新動(dòng)作，Stephen奧秘笑笑說：“這是一個(gè)很大的奧密，火速你們就曉得了。”

不久后，在美國老牌工業(yè)城市芝加哥，Stephen在2018年國際制造技術(shù)展（IMTS）上發(fā)布了專為大批量生產(chǎn)工業(yè)級(jí)金屬零件而開發(fā)的3D打印技術(shù)——HP Metal Jet（惠普金屬打印機(jī)）。

幾乎是4年前的同一時(shí)間，惠普發(fā)布了Multi Jet Fusion（多射流熔融）技術(shù)，2016年正式推出制品，可用于生產(chǎn)工業(yè)級(jí)塑料3D打印零部件，已為包含寶馬集團(tuán)、耐克、捷普、強(qiáng)生等全世界領(lǐng)先企業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)營供給技術(shù)支持。

在3D打印行業(yè)，惠普是一個(gè)踩在巨人肩膀上的“新人”。打印技術(shù)始終是惠普善于的行業(yè)，惠普打算把這一優(yōu)良從2D延續(xù)到3D。

“在過去30年里，咱們始終遵循著惠普的‘噴墨摩爾定律’，亦始終在化學(xué)技術(shù)上連續(xù)累積和鉆研。因此呢，咱們才可有今天的3D打印技術(shù)，并真正將其運(yùn)用到大規(guī)模的批量化生產(chǎn)之中，產(chǎn)生切實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。”Stephen說道。

打印黑科技

從原型設(shè)計(jì)升級(jí)到規(guī)模生產(chǎn)的主題貫穿著當(dāng)下的3D打印產(chǎn)業(yè)，在IMTS上，有3D打印機(jī)構(gòu)乃至打出了“Stop Prototyping, Star Producing（停止原型設(shè)計(jì)，起始規(guī)模生產(chǎn)）”的口號(hào)。

2018年6月，惠普在廣東省佛山市安排了中國第1個(gè)工業(yè)級(jí)3D打印定制中心，亦是亞太及日本地區(qū)規(guī)模最大的。這是一個(gè)由10臺(tái)Multi Jet Fusion 3D打印系統(tǒng)構(gòu)成的3D打印工廠，旨在滿足各個(gè)行業(yè)對原型生產(chǎn)以及零部件批量生產(chǎn)日益增長的需要。日前，惠普已然在全世界創(chuàng)立了25個(gè)這般的3D打印工廠。

惠普的目的是經(jīng)過3D打印加速第四次工業(yè)革命的到來。無疑，在全世界12萬億美元規(guī)模的制造業(yè)中，金屬3D打印將會(huì)打開一個(gè)更大的市場，每年僅汽車、工業(yè)和醫(yī)療行業(yè)就能生產(chǎn)數(shù)十億個(gè)金屬零件。

此前惠普叫作，相比其他3D打印系統(tǒng)，Multi Jet Fusion能夠以高達(dá)10倍的速度且僅有一半的成本來打印高品質(zhì)的塑料零部件。在接受《21CBR》記者采訪時(shí)，Stephen一樣對HP Metal Jet有著絕對自信。當(dāng)HP Metal Jet達(dá)到了以下三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，惠普才決定推出：第1，惠普的辦法或技術(shù)能為市場帶來顛覆性的改變；第二，降低3D打印金屬零件的生產(chǎn)成本，帶來新的經(jīng)濟(jì)效益；第三，采用金屬做為結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行生產(chǎn)，零件的質(zhì)量必須過硬。

惠普拿出的數(shù)據(jù)是，相比于同類制品中擁有競爭力的粘合劑噴射成型（Binder Jetting）和選取性激光熔融(Selective Laser Melting)金屬3D打印處理方法，HP Metal Jet可將工作效率提高高達(dá)50倍。值得一提的是，惠普運(yùn)用的是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的金屬粉末，與傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù)（Metal Injection Molding）相同，相對其他金屬3D打印運(yùn)用的粉末，成本低非常多。

“涂粉末和乳膠粘合劑在全部生產(chǎn)過程中起著決定性功效。在HP Metal Jet中，零件之間能夠以很輕的重量（不到1％）結(jié)合在一塊。” Stephen進(jìn)一步解釋道，這對設(shè)備人制造等行業(yè)至關(guān)重要。

在采訪的過程中，Stephen拿出汽車行業(yè)中常用的一個(gè)零件“指形從動(dòng)滾輪”，“倘若你運(yùn)用傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù)，單個(gè)零件的成本是1.6-2.1美元，但這是基于10萬個(gè)的成本。倘若你運(yùn)用選取性激光熔融技術(shù)（Selective Laser Melting，一種金屬3D打印技術(shù)），成本將是40美元至50美元；而HP Metal Jet技術(shù)，成本是1.9-2.3美元。”

HP Metal Jet看似與傳統(tǒng)的金屬粉末注射成型技術(shù)相差不大，乃至還高出一點(diǎn)，但工業(yè)生產(chǎn)講究的是規(guī)模效應(yīng)，HP Metal Jet的優(yōu)良在于此，盈虧平衡點(diǎn)的產(chǎn)量更加靈活。“盈虧平衡點(diǎn)（相同成本可打印的零部件數(shù)量）在很大程度上取決于零件體積，日前大致上是5萬到10萬件。”Stehpen告訴《21CBR》記者。

HP Metal Jet一樣會(huì)遵循“噴墨摩爾定律”——從1984年惠普第1臺(tái)噴墨式打印機(jī)誕生敗興，噴墨打印機(jī)的打印速度每18個(gè)月就會(huì)翻一倍。因此呢，HP Metal Jet的盈虧平衡點(diǎn)亦會(huì)飛速提高。

在眾多金屬材料中，HP Metal Jet將首要應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼零部件。“首要，市場上日前有許多區(qū)別的金屬，但不銹鋼和鐵基本占據(jù)了世界各地制造業(yè)的主導(dǎo)地位。其次，咱們深入觀察了區(qū)別的垂直行業(yè)，尤其是工業(yè)尖端設(shè)備，例如醫(yī)療設(shè)備、泵、發(fā)電機(jī)、汽車等，對3D打印非常感興趣。”Stephen解釋道。

3D打印工廠

在商場化路徑上，HP Metal Jet會(huì)采取與Multi Jet Fusion類似的3D打印工廠合作模式進(jìn)行初期推廣。惠普透露，HP Metal Jet打印設(shè)備的單臺(tái)成本不會(huì)超過39.9萬美元（約為275萬元人民幣）。

按照惠普3D打印路線圖，2018年將與上游供應(yīng)鏈合作伙伴一同試水，向部分機(jī)構(gòu)推出HP Metal Jet打印工廠的服務(wù)；2019年起面向全世界部分地區(qū)客戶交付工業(yè)級(jí)終端零件訂單；商用HP Metal Jet處理方法預(yù)計(jì)將自2020年起向初期用戶推出，于2021年全面上市。

GKN和Parmatech是惠普最早的兩個(gè)上游供應(yīng)鏈合作伙伴，其中，GKN是粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)材料和制品制造商，每年制造超過30億個(gè)零件，預(yù)計(jì)最早在明年為客戶打印數(shù)百萬個(gè)工業(yè)級(jí)HP Metal Jet零件；Parmatech已有40數(shù)年歷史，是全世界金屬注塑成型行業(yè)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，專注于為醫(yī)療和工業(yè)行業(yè)大批量生產(chǎn)高品質(zhì)、低成本的金屬零件。

詳細(xì)來講，它們會(huì)在工廠安排HP Metal Jet設(shè)備，客戶經(jīng)過Metal Jet生產(chǎn)服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)上傳3D設(shè)計(jì)文件并進(jìn)行預(yù)定，接下來就可以生產(chǎn)終端零件。日前，汽車機(jī)構(gòu)公眾、德國威樂泵業(yè)以及醫(yī)療行業(yè)的Primo Medical Group和OKAY Industries等機(jī)構(gòu)，已下單采購該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)的金屬零部件。Parmatech主席Rob Hall在接受《21CBR》等媒介采訪時(shí)暗示，已安排3臺(tái)HP Metal Jet，倘若順利2019年將增多至5臺(tái)。

汽車行業(yè)在3D打印的應(yīng)用上始終超前，在IMTS上，公眾展出了用HP Metal Jet制造的鑰匙和汽車變速桿。公眾運(yùn)用增材制造技術(shù)數(shù)年，最起始進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和測試，此刻已用于生產(chǎn)有些功能性和結(jié)構(gòu)性的零件，并將其用于實(shí)質(zhì)生產(chǎn)和裝配流水線中。

公眾汽車技術(shù)規(guī)劃與發(fā)展主管Martin Goede博士在接受《21CBR》等媒介采訪時(shí)暗示：“一輛汽車包括6000到8000個(gè)區(qū)別的零件。HP Metal Jet等增材技術(shù)的一大優(yōu)良在于，咱們無需先構(gòu)建制造模具便可生產(chǎn)符合客戶需求的海量零件。經(jīng)過縮短零件的生產(chǎn)周期，可快速實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的批量生產(chǎn)。另外，全部物流供應(yīng)鏈亦會(huì)重塑，咱們思慮替代有些傳統(tǒng)過程生產(chǎn)的制品，例如用輕量金屬或塑料來代替鑄造零件。”

Martin解釋道，公眾每日能夠生產(chǎn)近4萬輛車，不可能在短期內(nèi)將HP Metal Jet引入到所有生產(chǎn)線，但會(huì)制定出一個(gè)計(jì)劃表，例如從可定制化的、小型零件起始，創(chuàng)立成功案例后再從經(jīng)濟(jì)的方向去推廣。

題圖源自：受訪者供給