麻省理工學院金屬3D打印獨角獸再獲1.6億美元融資

金屬3D打印除了工廠也走進辦公室

桌面金屬（DesktopMetal） 聯合創始人兼CTO Jonah Myerberg

3D 打印領域中，被評估市場成長性最高的就是金屬 3D 打印技術，在此領域能跟 GE、HP 巨頭們匹敵的一家初創公司，是與麻省理工學院有著深厚淵源的桌面金屬（Desktop Metal）。

這家公司成立2015 年，七 位聯合創始人中包括四名赫赫有名的麻省理工學院教授：材料科學系系主任 Christopher Schuh 和教授 Emanuel Sachs 都是該領域中的領軍人物，還包括麻省理工學院材料科學系科學家蔣業明教授（Yet-Ming Chiang）和機械工程學院副教授 A. John Hart。

近日，桌面金屬聯合創始人兼 CTO Jonah Myerberg 在接受 DT 君專訪時指出，過去幾年金屬 3D 打印市場呈現指數性成長，在 Production System 產品第一季開始出貨的推動下，2019 年業績將持續上升，“相信公司很快就會獲利。”他說。Jonah Myerberg 甫結束在北京召開的 EmTech China 2019 全球新興科技峰會的演講行程后，桌面金屬隨即宣布了一項重要消息，剛剛完成了由大型私人企業科氏工業公司旗下的創投機構 Koch Disruptive Technologies 領投、金額 1.6 億美元的 E 輪融資，將用以推動金屬 3D 打印技術的持續發展、豐富產品路線圖、擴大運營規模，以滿足不斷增長的訂單需求。先前的投資方包括福特、寶馬、Alphabet 旗下的風投基金 GV，以及工業巨頭通用電器（GE）的 GE Ventures 等。

有了這筆新融資讓桌面金屬的累計募資金額達到 4.38 億美元，成為 3D 打印領域有史以來募資金額最高的公司，其估值也達到了 15 億美元，根據美國時間 1 月 23 日收盤價計算，比 3D 打印上市公司 Stratasys 的市值 11 億美元（Stratasys 技術及專利以塑料成形為主），3D Systems 市值約 12 億美元（技術和專利以塑料成形占大宗，在金屬粉末制造成形也有相關專利），都要來得高。

值得一提的是，金屬 3D 打印技術曾入選《麻省理工科技評論》2018 年“全球十大突破性技術”（10 Breakthrough Technologies）。《麻省理工科技評論》關注到這一技術的原因，正是新型設備讓 3D 打印金屬零部件成為實用型技術，3D 金屬打印機實現了低成本快速金屬物體打印，“按需打印大型復雜金屬物體的能力將為制造業帶來變革”。Markforged、Desktop Metal、GE等是這一技術領域最值得關注的幾家公司。

金屬 3D 打印與 CNC 工法非競爭而是互補

3D 打印技術強調“加法”的增材制造思維，比傳統的減法制造模式有著更快速、成本較低、不浪費資源的優點，隨著技術發展超過 20 個年頭，使用者從過去的 Maker、愛好者走進了工廠、辦公室，應用的場景從打樣、原型（Prototyping）設計已經可以實現量產，有一個很重要的風向是打印的材料從塑料，轉為更看重具有高商業潛力的金屬。

提到金屬制造、金屬零部件制造領域，傳統的工法有許多，包括沖壓（Stamping）、鍛造（Casting）、金屬射出成形（Metal Injection Molding）等，業者采購 CNC 機臺設備來進行加工，但 CNC 機臺價格昂貴，而且全球可提供高規 CNC 機臺的廠商家數并不多。另外，制作的品質其實相當倚賴老師傅的專業及經驗值，因此，當金屬 3D 打印逐漸成熟，有些人認為有可能取代傳統的 CNC 制造工法。

不過，盡管是投身 3D 打印技術的 Jonah Myerberg 并不認同上述看法，他認為，目前在 CNC 領域很多人都有這種緊張的情緒，認為未來金屬 3D 打印會代替 CNC，成為業界的主流。實際上，恰恰相反，CNC 等傳統金屬制造和金屬 3D 打印是一種互補合作的關系，CNC 用的是大塊金屬的切削，為減法制程，金屬 3D 打印采用金屬粉末，是做加法，兩者并用，才能提高未來金屬制造業的靈活度。“我們正處于數字世界和實體世界的交匯點，像是工業 4.0、先進制造，有很多的數字檔案，金屬 3D 打印可以生產很復雜的零件，再由 CNC 進一步處理完成，讓產品達到非常高精度”。

金屬 3D 打印技術繁多，哪種才是主流？

金屬 3D 打印領域有很多不同的技術，較常聽聞的是金屬粉末床熔合（PBF，Powder Bed Fusion）、黏著劑噴射成型（Binder Jetting），其他還有鐳射金屬沉積（LMD，Laser Metal Deposition）等。

Jonah Myerberg 指出，過去 20 年，金屬 3D 打印主流技術為 PBF，鋪一層金屬粉末，再利用激光燒熔該層圖案，鋪一層再燒一層，一層一層燒融堆疊成型，過去 PBF 主要是一些大公司和行業在使用，比如航天、大型重機、醫療行業，打印出高質量的金屬部件。“但是，目前來看，行業的技術主流正在發生改變，越來越多人使用 Binder Jetting 及結合金屬沉積（BMD，Bound Metal Deposition）技術，有三大原因：這兩種技術是業界目前為止速度最快，不使用激光，所以危險系數最小，成本也低的技術，”他強調。

金屬3D 打印

桌面金屬打印的螺母和螺栓。這兩個零件展示了該公司的3D 打印技術可以制造具有嚴格公差要求的零件

過去金屬 3D 打印主要使用激光技術，最開始是單束激光，把圖案分層在每一層上，單一激光就會一行一行進行打印。隨著技術的發展，激光數量變成雙束激光交叉打印，后來有了 四束、八束激光，通過多束激光的交叉互補，共同打印這一層的樣式或圖案，一層打完之后，再打下一層。但是，現在的 Binder Jetting 不用激光，采用的是噴頭，Binder Jetting 設備上有一個噴頭，噴頭上有噴嘴，就像家用的噴墨打印機一樣，而桌面金屬基于 Binder Jetting 加以優化開發出一個名為單通道噴射（SPJ，Single Pass Jetting）的技術，在單通道上有多個噴頭，每個噴頭上又搭建了數千個噴嘴，每一秒會留下數十億級的金屬粉，進而打印出圖案，“激光相對來說是以分鐘為單位，但 SPJ 則以秒為單位，這就是為什么可以達到更快速的原因”。

BMD 則是通過擠出粉末填充的熱塑性介質來構造金屬部件，利用蠟和聚合物粘合劑把金屬粉末制成金屬棒，把金屬棒加熱，并擠到制作板上，逐層成形。當打印完成后，通過去毛刺工藝除去粘合劑，然后燒結。他認為，Binder Jetting 和 BMD 正為金屬 3D 打印打開更廣泛的場景應用，現在不限于付得起大錢的公司才能使用，小的開發公司也負擔得起金屬 3D 打印的設備。目前桌面金屬有兩大產品線：Studio System 和 Production System，前者的核心技術為 BMD，適用于辦公室、設計桌上的金屬 3D 打印系統;后者則是采用 SPJ 技術，鎖定高分辨率的金屬零部件批量生產。

新機會正到來：汽車、消費電子行業

正因為金屬 3D 打印不再只是限于航太、醫療，很多新場景現在都可以使用，推升市場需求大幅提高，桌面金屬正鎖定幾個新市場，首先是汽車，“過去汽車行業一直在等待金屬 3D 打印價格下降，且能夠量產的一個契機，現在金屬 3D 打印行業基本上已經實現了這樣的結果。”

另一個行業則是消費電子行業，產品里頭其實使用了大量的金屬零部件，比如現在高規或高精密的產品電子消費產品會使用一體成型的不銹鋼、鋁合金等機構件，以往都是使用 CNC 工法，但是成本也非常高，舉例來說，蘋果就是一家熱衷使用 CNC 金屬技術的公司，從 Macbook、iPad 的鋁合金機殼，到 iPhone 的不銹鋼邊框，甚至是看不到的軸承等零部件，都是靠 CNC 機臺切削金屬塊、打磨出來的。Jonah Myerberg 表示，現在金屬 3D 打印價格較低，已經可以大規模量產不銹鋼物件，而且對于相當硬的金屬材質，使用 CNC 機臺切削有時往往傷害到刀具，導致刀具斷裂等，金屬 3D 打印則沒有這種問題。這其實就是金屬 3D 打印的一大優勢，它不僅能打印零件，還可以打印制造零件的設備或模具，如 CNC 切削式的金屬制造方式，選擇金屬時往往得較小心，堅硬的金屬會對本身的機械造成很大的損傷，那么，對企業來說，內部機械的修補或維修就會造成成本損失。金屬 3D 打印使用金屬粉末，就不需要考慮這種問題，無論是多硬還有多軟的金屬都可以做，也可以制作比零部件還要堅硬的金屬模具。

既然金屬 3D 打印的優點不少，為什么目前仍是相對少數，除了技術本身還在不斷進化之外，例如需要速度更快的工法，另一個原因就是金屬粉末的價格還是很高，面對這個問題，Jonah Myerberg 倒是樂觀看待，“成本高來自于量小，過去沒有太多應用的場景，所以價格高。隨著未來應用場景越來越多，需求量增加，金屬粉的制造也會越來越多，價格自然會降下去。”目前每一年金屬制造業的全球產值高達數萬億（multi-trillion）美元，金屬部件也是一個萬億美元級別的市場，在不少國家里金屬部件的生產占國內生產總值（GDP）很大的份額。他也預估，金屬 3D 打印將占整個金屬制造業超過兩位數的份額。

桌面金屬在 3D 打印領域已具備高知名度，外界對其賣出了多少臺設備總是感到很好奇，面對 DT 君提問是否可以分享銷量或目標，Jonah Myerberg 以“無法透露”婉拒了回答，但他表示，在 2018 年他們的銷售數據非常好，2019 年看到很大成長性，不少客戶等著設備交付，“前景非常明朗，相信公司很快就能獲利”。

在金屬 3D 打印領域除了不少的初創公司，還有一些行業巨頭也對此技術興致勃勃，像是 HP 在去年推出了金屬 3D 打印機 HP Metal Jet，采用 Binder Jetting 技術，另外，投資桌面金屬的 GE 也利用金屬 3D 打印來生產航空零部件。Jonah Myerberg 認為，行業的競爭不會是個問題，因為市場的前景非常大，“完全可以融下我們三家公司”，GE 在金屬 3D 打印方面使用 Binder Jetting 的技術，桌面金屬也使用相關技術，但是，隨著對市場的調研和技術研發，桌面金屬開發出 SPJ 技術，提供更快速、價格更低的優勢，而且制造出來的成品分辨率更高，“因此事實上 GE 和 HP 內部也在與桌面金屬合作 SPJ 技術”。“未來會有更多的巨頭出現，也會有其他更快、更好的新技術問世，不僅是 PBF、Binder Jetting 或 BDM，但是，金屬 3D 打印需求是指數性上升，用戶的需求將大于供給量。”他說。

回顧 3D 打印的發展，以前塑料 3D 打印都是由工廠里的大型機械完成的，“在過去 20 年，最成功的一件事情就是將塑料材料的 3D 打印帶到了辦公室”，塑料 3D 打印機變小，走進商店里就可買到，用戶拿回家或辦公室進行設計，接著 3D 打印出來。而桌面金屬的愿景就是“希望金屬 3D 打印也和塑料打印一樣，走進工程師、設計師的家里和辦公桌上，讓他們即設計即生產，通過我們金屬 3D 打印工具所打印出來的金屬部件，不僅僅看上去、摸上去像，功能上也跟真正的金屬部件一樣。”他說。（摘自美《深科技》）（編輯/華生）