清鋒科技：用3D打印實現分布式“智造”

張幃 沈梅華

2023年是清鋒科技創始人兼CEO姚志鋒連續創業的第十個年頭。從計算機天才少年到美術專業的尖子生，從四次復讀到考上清華美院，從藝術工作者到3D打印行業的連續創業者，姚志鋒的每一步都走得異常堅定。創業以來，他一直夢想著用3D打印實現分布式“智”造。分布式“智”造即分布式智能制造，是指將新一代信息技術、智能制造與分布式的控制方法、產品結構和組織管理模式相結合，使智能制造具有較高的柔性、可靠性、經濟性、可擴展性、宜人性等。姚志鋒相信這將為傳統制造業避免諸多不必要的資源浪費，每當想到這一點，他就興奮不已。

姚志鋒于2017年創立清鋒（北京）科技有限公司，公司成立五年多以來，主要專注于3D打印設備、軟件與材料的研發。姚志鋒將它定義為一家“數據+材料公司”。他認為，3D打印技術的推出，使得數據可以直接結合材料變成產品。比如，公司推出的定制鞋墊，只需要通過互聯網采集客戶的數據，就可以立即實現定制，生產、設計環節幾乎全部自動化，省卻了傳統制造工藝中的開模具、人工和運輸環節。在材料方面，與傳統的材料研發企業不同，清鋒科技的材料研發更側重于通過3D打印技術應用于不同領域。姚志鋒堅定地認為，“在科技飛速發展的今天，數據的采集與傳送成本已大大降低，在這種情況下，‘數據+材料’的生產方式必將是未來制造業發展的一個新方向。”

清鋒科技在短時間內取得了3D打印領域的巨大技術突破，同時獲得了國內外投資公司數千萬美元的巨額融資。隨著公司的主要研發工作進入中后期，其主推的幾項3D打印制造業務正在等待合作方的擇機推進和有關監管部門的認證。姚志鋒及其創立的清鋒科技，讓我們再次看到當科技與藝術結合，為創新所注入的巨大能量。

姚志鋒，1985年出生于湖南省郴州市農村。由于父母長期外出打工，他跟著爺爺奶奶長大。在此期間，他養成了相對特立獨行又內向的性格。小學五年級時，他開始癡迷計算機，到高中時，他把絕大部分時間用于學習編程、參加比賽和在計算機實驗室幫老師代課。由于計算機編程能力突出，他贏得了很多比賽獎項。高三時，有老師建議他可以嘗試保送清華大學，但最終由于偏科嚴重，文化課成績不過關，保送沒有通過。

隨后，姚志鋒遇到了一些美術老師和特長生，他發現他們身上有一種特別的氣質。他們會一邊畫畫一邊自在地與他聊天，姚志鋒被他們身上的純真、熱情和親切感深深吸引了。在那之后，他幾乎每天逃課，去畫室與他們邊聊天邊畫畫。在這期間，姚志鋒的性格發生了很大的轉變，從極端內向開始逐漸打開自己。后來，他決定轉學美術，目標是考上清華大學美術學院。

為了考上清華美院，姚志鋒復讀了四年。當時，有很多藝術類高校都曾向他遞來橄欖枝，但是他認定了要考清華美院，因為他放不下對計算機的熱愛，他夢想著進入清華之后，能夠有機會繼續學習他熱愛的計算機專業。為夢想而執著前行，姚志鋒就這樣咬牙堅持了下來，最終如愿考上了清華美術學院，攻讀雕塑專業。

“我認為理論上，雕塑家就是最早的產品經理，他把一個雕塑做出來，需要考慮工程、科學、圖形、安裝、安全等諸多問題。比如，我要做一尊20米的雕塑，那么我必須考慮風力、地震、周圍環境、材料的熱脹冷縮、掉色等一系列問題。雕塑家如果沒有全盤思考的能力，不可能把事情做好，甚至會臭名昭著，因為這是公共藝術，是面向大眾的。這跟創業和做產品要求的思維能力是如出一轍的”，姚志鋒說，“學雕塑對于我后來創業做3D打印有很大幫助，因為雕塑本來就需要具備整合應用材料學科、工程學科和有物理學科的能力。”

姚志鋒認為自己骨子里有著湖南人的闖勁，愛折騰。大三時，他就開始獨立承接雕塑項目。2011年，他在順義開了一間工作室，當時有一個項目是給一所大學做一幅巨型浮雕。從那時起，他就開始思考，用什么方法可以代替手工做雕塑。當時，恰逢3D打印技術由于成本的降低和媒體宣傳，掀起了一波小高潮，重新回到人們的視野，國內出現3D打印的學習和創業小熱潮。也正在這時，姚志鋒開始了解到3D打印。

“我當時很恐慌，很害怕，感覺自己要失業了，原因是什么？學過藝術史的人都知道繪畫和攝影之間的關系，當攝影術出來之后，繪畫界發生了天翻地覆的變化。當時攝影術成為世界上最有價值的藝術語言，也是商業價值最高的藝術語言，各類電影、雜志、服裝行業等都離不開攝影。我認為雕塑可能也會這樣。所以，我就開始干這個事情（指3D打印）。”

2012年，姚志鋒開啟了他的3D打印創業歷程，期間歷經種種波折，包括從創業團隊里退出，但他仍沒有放棄，即使自己一個人也要做3D打印。此后兩年里，他在五道口附近的一間出租房里，一邊埋頭研究3D打印技術和做實驗，一邊通過雕刻來養活自己和他的研究項目，幾乎到了足不出戶、廢寢忘食的地步。

“那兩年是我成長最快的兩年，我把能夠找到的所有的3D打印技術資料全部自學完成。因為此前沒有技術背景，我開始自學電路板、機電、顯示屏、設計……3D打印相關的材料、幾乎所有的原型設備、原型代碼我都自己做過。所有第一行代碼全部是自己寫的，我自己做設計，做結構，然后找加工工廠……”

2014年，一位清華的師兄在了解到姚志鋒的創業項目后，建議他去申請某城市的招商補助。于是，按照他的建議，姚志鋒開始著手寫商業計劃書。雖然最后補助沒有申請下來，但是這份商業計劃書被一位朋友看到后，轉交給了一位投資公司的董事長。后者專程來北京與姚志鋒見面詳談，雙方達成協議，由這位董事長投資150萬，占股65%。

拿到投資后的姚志鋒，在中關村租了一塊場地，開始招兵買馬。當時，公司除了一臺樣機，其它什么都沒有。由于短期內很難招到高學歷和有專業背景的人才，姚志鋒退而求其次，只招中專生和剛出校門的學生，手把手輔導他們。

“當時只有不到20人的小團隊，幾乎所有事我都親歷親為。既是老板，又是產品經理，還是核心研發人員。用了一年半的時間，我們就把小方（國內第一款桌面型激光打印機）做出來了。”

2015年，小方的問世在3D打印行業掀起了不小的轟動，它將百萬級設備的價格，做到了僅2萬元。然而，由于大股東不愿意出讓股份，導致企業的后續融資進不來，為此，姚志鋒萌生了去意。產品發布后不久，他就只身離開了這家公司。

從小方退出后，姚志鋒一心想要成立自己的公司。為此，他需要做三件事：持續做技術、找合伙人、尋求融資。他又回到了在出租屋自己專心研發的狀態。基于前車之鑒，他認識到合伙人對公司發展的重要性。盡管因為小方的成功，很多人慕名找上門來尋求合作，但是都被他拒絕了。他對于什么樣的人才是合適的合伙人有著自己的判斷。2016年，他邀請材料科學與工程博士朱光作為創業合伙人。另有兩位創始人隨后也加入了團隊。同年4月，清鋒時代科技有限公司在北京成立。

2016年11月，在姚志鋒的出租屋里，他們開發出了LEAPTM技術，該技術使得打印速度最高可達到120cm/h，相較傳統3D打印提升100倍以上，極大地縮短了從打印到發貨整個供應鏈交付周期，同時，它支持多種高性能材料體系。“當初研發的小方是基于SLA技術，是激光點光源，而LEAPTM技術是采用面光源，兩者在打印速度上已經不可同日而語了。”姚志鋒說。LEAPTTM技術讓清鋒科技迅速吸引到投資人的注意。

鑒于寧波的地理優勢和招商引資環境，同時，寧波還是中科院材料研究所的所在地，2017年4月，清鋒科技成立寧波分公司，設立材料研發中心。此外，經投資人引薦，同年8月，清鋒科技成立臺北公司，設立硬件設計集成中心。10月，清鋒科技獲得由北極光領投的數千萬元天使輪融資。2018年6月，清鋒科技獲得由順為資本領投、北極光與復星國際跟投的數千萬元Pre-A輪融資。2019年8月，清鋒科技獲得由KPCB領投、北極光與順為資本跟投的3000萬美元B輪融資。

清鋒科技成立之初，恰逢阿迪達斯宣布與專注3D打印技術的美國Carbon 公司達成戰略合作協議。2017年4月7日，阿迪達斯宣布與Carbon公司合作推出Futurecraft 4D——世界上第一雙通過數字光合成技術制造的高性能鞋中底。阿迪達斯宣稱“將通過探索新的技術，確定面向未來設計的制造工藝，為每一個運動員提供最好的產品。”數字光合成技術為規模化定制創造了可能性。在此之前，阿迪達斯制造單個鞋中底需要90分鐘，而通過Carbon的數字光合成技術，則僅需20分鐘。新聞指出，阿迪達斯當月有望交貨300雙Futurecraft 4D，2017年底之前計劃生產5000雙，2018年底之前有望生產超過10萬雙。合作雙方“將正式開啟規模定制化鞋業的劃時代篇章”。

這則新聞給了姚志鋒巨大的鼓舞，讓他看到了3D打印行業面臨的新機遇。“Carbon把它（指通過3D打印定制）做成了可以批量化生產的事情，這是行業里的一件大事，一項巨大的突破。在此之前，沒有人能做成這件事，原因是材料性能不夠、打印效率不夠。阿迪把它產品化，說明這個技術是有機會實現批量化生產和大范圍應用的，這是一個非常非常重要的信號。”姚志鋒說。

姚志鋒對傳統的鞋業制造并不陌生。他哥哥在廣東開了一家傳統制鞋廠，從初中開始，他的寒暑假就在制鞋廠里度過。阿迪達斯與Carbon的合作，讓他深刻認識到，一旦3D打印可以代替開模具生產，必將解決供應鏈的很多問題，為傳統制造業創造巨大價值。于是，姚志鋒決定，聚焦鞋中底打印領域，并與當時的第一家投資機構北極光達成一致意見。

事實上，在真正聚焦鞋底打印之前，2019年，清鋒科技嘗試了39個應用場景。當時，公司因為融資獲得了廣泛關注，各大廠商紛紛找上門來尋求合作。例如，某世界知名化妝品牌與之接洽，希望與他們合作打印睫毛刷，報價37美分一個，一年要200萬個。經過測算后，清鋒科技果斷舍棄了這個項目。同樣被舍棄的，還有另外38個應用場景。管理層研究決定，要用有限的資源，聚焦做價值更大的業務。

鞋中底打印的研發過程并不順利，其中最大的難點在于材料的限制。雖然樣品在2018年就做了出來，但直到2019年研發團隊才真正突破材料性能的瓶頸，團隊士氣也為之大振。

“在做小方的時候，我們已經做過了涵蓋3D打印能夠想到的工業，家用的絕大多數產品都打印過。有了這個積累之后，我發現3D打印要做大，僅靠定制化是遠遠不夠的。雖然利潤可以很高，但每個產品都只是做一件，沒辦法起量。”

在哥哥制鞋廠里的經歷，讓姚志鋒深刻認識到規模化生產對于制造業的重要性，因此，他把公司定位為定制化+大批量生產制造。他認為，圍繞著人的日常需求做業務，就可以實現定制化與規模化的結合，而鞋子是其中的一個重要領域。

技術準備好之后，清鋒科技開始與品牌方溝通。在此過程中，姚志鋒認識到，作為制鞋供應鏈的一個創新環節，鞋中底打印一方面可以有效縮短供應鏈，另一方面，也備受現有供應鏈的排斥。因此，與品牌鞋企的合作進程非常緩慢。

在與某國產品牌鞋企接觸的過程中，姚志鋒團隊發現，盡管他們非常努力地推進，但是對方只想把3D打印當成一種“噱頭”，冠以科技之名，束之高閣，僅供觀瞻。之后，該品牌鞋企將與清鋒科技合作的鞋子帶到國外參展，掀起了一波轟動之后，又一度將合作鞋子的銷售價格定到3999元。姚志鋒團隊感到很失望，因為對于他們來說，只有規模化生產對他們來說才是真正有意義的。由于曲高和寡，這次合作僅賣出了幾百雙鞋，幾乎都是被粉絲收藏了。

“做一雙鞋子，品牌方需要決定如何設計，鞋面誰做，鞋底誰做，用哪種膠水粘在一起，誰來粘，鞋帶用誰家的……這些都是供應鏈的問題，牽扯供應鏈上下游，牽扯不同部門，而鞋中底打印是其中一個環節。換句話說，鞋中底打印是受制于品牌方以及整個供應鏈的。” 姚志鋒說，“現階段我們面臨的競爭是跟傳統鞋企競爭，而不是跟同行競爭。傳統企業的鞋中底價格與我們通過3D打印制作的鞋中底價格之間存在較大差距。品牌方要綜合考慮產品定位、價格、產能以及各方利益等問題，這些都會影響到3D打印的鞋中底是上還是不上。”姚志鋒說。

對于品牌商來說，現階段的難點在于如何用傳統的工藝將新型的3D打印鞋中底與其它材料整合好，以及如何把價格做到更親民，而不僅是局限于高端客戶。盡管鞋中底打印的推進比預想的慢，但是姚志鋒依然相信，鞋中底打印行業存在巨大的機會，誰能夠解決現階段面臨的問題，誰就能夠抓住這個機會。

與國內品牌鞋企接觸接連受挫，讓清鋒科技把目光轉向了國外。阿迪達斯此前宣告了擁有3D打印技術，許多其它國際一線競品也爭相擁抱3D打印技術，與清鋒科技簽訂了戰略合作協議。

雖然在鞋中底打印領域的發展相對被動，但是清鋒科技為鞋中底打印領域開發的一系列材料的認可，讓一些其它領域的廠商主動找上門來，尋求合作，比如眼鏡制造商。

“用3D打印技術制作眼鏡框架之前已經有其它廠商在做。但是他們沒有突破材料的限制，只能用塑料的、不透明的，如果要透明的、光滑的、很有質感的材質，傳統的技術做不到。我們的材料可以做成透明的、半透的、純透的，以及各種顏色的、各種閃亮面我們都可以打印出來。這樣，很多廠商找上門來，我們順理成章就進入這個應用領域了。”姚志鋒說。

由于眼鏡框架不受供應鏈限制，只要手機軟件掃描用戶的臉部，就可以直接生成眼鏡框架的相關數據，然后就可以直接設計生產了。因此，眼鏡框架打印的市場化程度較高，目前已累計完成幾千例。除眼鏡之外，還有汽車廠商找上門，尋求汽車座椅和內飾方面的合作。

此外，清鋒科技開始主動尋求突破，例如進入鞋墊與隱形牙套領域（見圖1）。

為了繞開供應鏈與品牌方的鉗制，2020年10月，姚志鋒帶領團隊試水鞋墊領域。起初，公司與專業骨科醫院合作，推出矯正鞋墊，與傳統手工定制的動輒上千元一雙的矯正鞋墊相比，清鋒科技的鞋墊具有明顯的價格優勢，且生產效率更高，沒有行業競爭者，因而備受骨科治療機構的追捧。在此基礎上，公司又開始試水面向大眾客戶的舒適型鞋墊產品。與普通鞋墊相比，它更適合客戶的腳型，更透氣，彈性更好，舒適度更高。客戶只需要用手機軟件掃描自己的腳，傳送數據給清鋒科技，就可以定制適合自己腳型的鞋墊。鞋墊生產的獨立性較高，盡管起步較晚，但它的發展勢頭已經明顯超過了鞋中底打印業務。

隱形牙套領域是清鋒科技尋求的另一個突破口。傳統的隱形牙套依賴工廠模具生產，牙醫需要先根據患者的牙齒狀況做牙模，然后送到工廠，工廠根據牙模，做塑料片熱壓，之后再切割成型。清鋒科技的3D打印技術，可以通過掃描數據直接打印牙套，并在電腦上做設計，比如讓某顆牙的牙片厚一點或薄一點，某兩個牙齒之間的裂隙大一點或小一點，等等。直接打印牙套，意味著不需要工廠也不需要再做牙模，牙套的生產方式和生產工具都隨之發生很大改變。

“這兩個改變以后，新的消費形態就出來了。傳統的牙套一戴就要兩三個星期，每天還要清洗、消毒，再繼續戴。我們可以做到一天一換，每天更換使得牙齒的矯正力度也會變得更大。從技術邏輯和產品力上來說，它將是碾壓級的，我認為它將成為我們未來一個大的發展方向。”姚志鋒說，“清鋒科技實現了無需牙模直接通過3D打印技術打印牙套，這是全球首創。2022年上半年，該3D打印隱形矯正牙套解決方案通過美國FDA的認證。”。

展望3D打印行業的未來，姚志鋒常常感到興奮不已。他堅信在不遠的將來，3D打印能夠改變制造業的生態，推動分布式制造的實現。

“從雕塑行業轉到3D打印行業，我印象最深刻的一件事情，是以前我們的藝術家想拿一件雕塑作品運到國外參展，需要報關，用海運或空運，運費高昂，通常需要半個月甚至一個月的時間。而最近這幾年，通過3D打印，他們只需要把雕塑作品掃描一下，通過電子郵件將掃描數據發給展出方，由他們在當地打印出來，藝術家只需要過去上色，就可以參展了。通過這種方式，只需要用原來運輸成本的1/5甚至1/10，就可以解決所有的問題，而且數據還可以無限次復制，可以很方便地到各個地方參展。”

談到制造業生產過程中普遍存在的運輸瓶頸，姚志鋒相信3D打印在很多領域可以突破這個瓶頸。雖然早在2013年姚志鋒就將突破這個瓶頸確定為目標，但是實現的過程卻異常艱難。對此，他有著自己的理解。“有時候我會羨慕其它公司，業務簡單，做完一個產品賣出就行了。為什么清鋒這么難？為什么我們要自己做設備、自己做材料、自己做軟件、自己做算法、自己做App？清鋒任何一個部門拿出去都可以成為一個很好的公司。但是，如果一拆分，你就會發現很難達成你理想的目標。不管怎么樣，我創業十二年了，我堅信還是要做有意思的事情。” 姚志鋒對清鋒的未來充滿了信心。