國(guó)內(nèi)3D打印孱弱發(fā)展而來(lái)，經(jīng)歷過(guò)概念大火又迅速落于沉寂。是真的雞肋嗎？可以看到，在工業(yè)級(jí)3D打印領(lǐng)域，還是有一批國(guó)內(nèi)企業(yè)堅(jiān)守著陣地。摩方新材，專(zhuān)注于微納3D打印，憑借自身實(shí)力，最終尋覓到了一個(gè)市場(chǎng)空白并可發(fā)揮自有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的地帶。

“3D打印已經(jīng)不火了，為什么還要關(guān)注？”

這是很多非行業(yè)人士的疑問(wèn)?；蛟S可以從一個(gè)小故事中得以啟發(fā)。

作為高精密增材制造的先行者，深圳摩方新材科技有限公司（英文名稱(chēng)：BMF Material Technology Inc；簡(jiǎn)稱(chēng)：摩方新材）曾迎來(lái)了一位慕名客戶。這家來(lái)自上海的日化企業(yè)發(fā)現(xiàn)，用金剛石刀具為口紅加工的精密圖案有明顯的刀痕。為追求更好的產(chǎn)品品質(zhì)和客戶體驗(yàn)，他們一直在尋找能夠破解這道難題的技術(shù)方案。找了一圈，最終這名客戶購(gòu)買(mǎi)了3臺(tái)摩方新材的打印設(shè)備。

“這是我們自己都沒(méi)想到會(huì)覆蓋的市場(chǎng)，完全是因?yàn)榭蛻粲行枨?，他?huì)主動(dòng)在市場(chǎng)中尋找解決方案。”摩方新材研發(fā)副總經(jīng)理趙卓博士表示。

如果以出行工具的選擇來(lái)類(lèi)比，在現(xiàn)有方案中，13公里內(nèi)，共享單車(chē)為主；35公里內(nèi)，電單車(chē)為主；超過(guò)5公里，則以汽車(chē)為主導(dǎo)。同樣的，工業(yè)級(jí)3D打印也有不同的技術(shù)分支，尋找到它在工業(yè)制造中的優(yōu)勢(shì)并且能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的區(qū)間正是關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)的最根本原因。

摩方新材成立于2016年，主要業(yè)務(wù)為研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售高精密微納尺度3D打印設(shè)備以及各類(lèi)高精密器件，是全球微納3D打印技術(shù)及顛覆性精密加工能力解決方案提供商，具備2μm、10μm的超高打印精度和高精密的加工公差控制能力（±10μm/±25μm/±50μm）。目前，在工業(yè)端，摩方新材已和眾多全球500強(qiáng)企業(yè)開(kāi)展業(yè)務(wù)合作，包括GE醫(yī)療、Merck、美國(guó)強(qiáng)生公司3D打印中心、日本電裝、安費(fèi)諾、3M、泰科、華為、立訊精密、中石油等。

經(jīng)過(guò)經(jīng)年累月的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)摸索，摩方新材為超精密3D打印找到了商業(yè)化的答案。

“我們的判斷是，未來(lái)個(gè)性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念會(huì)越來(lái)越多，比如目前生命健康醫(yī)療領(lǐng)域。也就是說(shuō)，一個(gè)產(chǎn)品加工的數(shù)目越來(lái)越少，它的生命周期一共就幾千到幾萬(wàn)個(gè)。如果用模具生產(chǎn)的方式，平攤下來(lái)成本會(huì)很高?！壁w卓也坦承，當(dāng)產(chǎn)品數(shù)量區(qū)間上升至十幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)，摩方們的優(yōu)勢(shì)也就消失了（詳見(jiàn)下圖）。

現(xiàn)狀其實(shí)，3D打印在工業(yè)級(jí)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大。首先，不管是行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家、教授，還是從業(yè)企業(yè)，他們的一致共識(shí)是，3D打印是工業(yè)制造的一種補(bǔ)充手段，與減材制造并不沖突。3D打印的優(yōu)勢(shì)集中在：一是能夠制造減材做不了的產(chǎn)品，比如鏤空、倒三角等特殊結(jié)構(gòu)；二是個(gè)性化定制的靈活性更高；三是響應(yīng)速度快，相比減材制造，3D打印沒(méi)有模具，不必考慮這個(gè)加工周期。

隨著全球工業(yè)水平往4.0進(jìn)化，生產(chǎn)的精密度、產(chǎn)品的特殊化定制等需求會(huì)越來(lái)越多，傳統(tǒng)的減材制造方式將越來(lái)越難以滿足制造需求，或者并不具備生產(chǎn)成本、響應(yīng)速度的優(yōu)勢(shì)。3D打印的用武之地正在于此。

而且，國(guó)內(nèi)有趕超甚至引領(lǐng)3D打印技術(shù)的市場(chǎng)和機(jī)會(huì)。盡管在起步、應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)3D打印晚于國(guó)外。僅從資本市場(chǎng)看，國(guó)外上市的工業(yè)級(jí)3D打印企業(yè)比國(guó)內(nèi)要多，技術(shù)路線也比較全面，但近年來(lái)，國(guó)內(nèi)基本都能找到對(duì)標(biāo)企業(yè)，甚至在個(gè)別細(xì)分路線上，國(guó)內(nèi)的3D打印企業(yè)大有趕超的勢(shì)頭。

就微納級(jí)別的3D打印來(lái)說(shuō)，摩方新材已經(jīng)享譽(yù)全球。該公司的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化于麻省理工學(xué)院海歸團(tuán)隊(duì)的研究。該團(tuán)隊(duì)技術(shù)分別于2014年和2015年被《麻省理工科技評(píng)論》（MIT Technology Review）列入十大突破性技術(shù)的“微型3D打印”和“納米架構(gòu)復(fù)合材料”。這支微納3D打印技術(shù)團(tuán)隊(duì)即摩方新材團(tuán)隊(duì)，于2015年還被此雜志認(rèn)可為該領(lǐng)域最前沿的團(tuán)隊(duì)之一，也是當(dāng)年入選的唯一華人團(tuán)隊(duì)。

摩方新材致力于將技術(shù)團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的科研成果落地。目前，從實(shí)驗(yàn)水平來(lái)看，該公司已經(jīng)具備下探到制造200納米零部件的超精密水平?！暗?，市場(chǎng)上沒(méi)有能夠應(yīng)用的（地方）?！壁w卓介紹，摩方新材也是在市場(chǎng)上摸索后才終于找到了一些空白地帶。

在與國(guó)內(nèi)的一家手機(jī)廠商合作中，這位客戶提出，希望用微納3D打印的手段來(lái)制造其所需的結(jié)構(gòu)件。由于現(xiàn)在的手機(jī)越來(lái)越智能，擁有多個(gè)鏡頭，這些鏡頭需要用結(jié)構(gòu)件將它們組合在一起。之前客戶的常規(guī)方案是，用模具生產(chǎn)的方式來(lái)做結(jié)構(gòu)件。從投入來(lái)說(shuō)，模具加工的費(fèi)用大約在2萬(wàn)元?！爱?dāng)時(shí)給他們提供的是打印服務(wù)，打印了20個(gè)結(jié)構(gòu)件，總計(jì)費(fèi)用才幾千塊，比他們的模具投入都低，而且我們響應(yīng)速度很快，如果是急件的話，需求過(guò)來(lái)，第二天產(chǎn)品就能打印好了?！?/p>

總體來(lái)看，客戶結(jié)構(gòu)方面，摩方新材呈現(xiàn)出科研端+工業(yè)應(yīng)用端的雙螺旋客戶結(jié)構(gòu)，并且有意思的是，前者客戶層多在國(guó)內(nèi)，后者客戶層則80%都屬于海外，尤以美國(guó)和日本的客戶居多。事實(shí)上，這也并不是摩方新材一家3D打印企業(yè)遇到的情況。為了覆蓋不同的市場(chǎng)，摩方新材的產(chǎn)品線也分為兩條，一是2μm，一為10μm。根據(jù)摩方新材的“三步走”戰(zhàn)略，將設(shè)備出售給高校等科研客戶是第一步，這也是該公司如今的現(xiàn)金流所在。目前，其自主研發(fā)的3D打印系統(tǒng)已被美國(guó)Hughes Research Laboratories、麻省理工、新加坡南洋理工、英國(guó)諾丁漢、德國(guó)德累斯頓工大、清華、北大、浙江大學(xué)、北航、西交大、華中科大、港中文、港城大、阿聯(lián)酋哈里發(fā)大學(xué)、丹麥科技大學(xué)、德國(guó)于利希研究中心等眾多全球頂級(jí)高校和科研機(jī)構(gòu)使用。

第二步也就是現(xiàn)階段，是加速向工業(yè)端推廣。具體來(lái)看，服務(wù)分為兩種，直接購(gòu)買(mǎi)打印設(shè)備和提供打印服務(wù)。比如摩方新材就為我國(guó)核聚變等重點(diǎn)項(xiàng)目工程提供了關(guān)鍵部件的研發(fā)驗(yàn)證與加工制造。第三步，摩方新材的計(jì)劃是繼續(xù)完善和拓展技術(shù)積累?？梢钥吹?，相比起很多創(chuàng)業(yè)公司來(lái)說(shuō)，摩方新材在戰(zhàn)略和方向上少走了很多彎路，也少了很多疑慮。這底氣來(lái)自技術(shù)壁壘的構(gòu)建。

壁壘摩方新材專(zhuān)有的技術(shù)稱(chēng)為“PμLSE”（Projection Micro Litho Stereo Exposure），即“面投影微立體光刻”。按照其官方介紹，這是一種面投影微尺度超高精度光固化增材制造技術(shù)，使用高精度紫外光刻投影系統(tǒng)，將需要打印的三維模型分層投影至樹(shù)脂液面，分層制造逐層累加，快速進(jìn)行光固化無(wú)模具成型，最終從數(shù)字模型直接加工得到立體樣件。

“3D打印雖然稱(chēng)之為‘3D’，但其實(shí)它的原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，是將3D模型切分成無(wú)數(shù)個(gè)二維圖，然后堆疊成三維結(jié)構(gòu)。那么，這張二維圖如何形成呢？現(xiàn)有的掃描方式其實(shí)就像是一種作畫(huà)的方式，一個(gè)點(diǎn)一支筆來(lái)畫(huà)?！壁w卓解釋道，“摩方的‘面投影’技術(shù)顧名思義，以面成形，完全相當(dāng)于一個(gè)顯示器，直接顯示這張圖片，同時(shí)因?yàn)樽隽艘恍┕鈱W(xué)處理，實(shí)現(xiàn)了高精度的單像素，既兼顧了加工精度，也提高了加工效率?！?/p>

可以理解為，摩方新材的“PμLSE”技術(shù)能夠以面成像，為加工精度和加工效率這對(duì)矛盾體找到了一種共融的平衡。合作伙伴3M公司曾稱(chēng)摩方新材為“目前全球在亞毫米尺寸3D打印最好的技術(shù)企業(yè)”。

在三維復(fù)雜結(jié)構(gòu)微加工領(lǐng)域，摩方團(tuán)隊(duì)擁有超過(guò)二十年的科研及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。專(zhuān)注于制造微小精密器件的同時(shí)，摩方新材已經(jīng)能達(dá)到高于醫(yī)療器材等行業(yè)所需的產(chǎn)量水平，比如內(nèi)窺鏡頭端結(jié)構(gòu)件。摩方的3D打印設(shè)備可在一小時(shí)內(nèi)制造幾百個(gè)直徑約為1毫米的鏡片，即產(chǎn)量一年可達(dá)幾十萬(wàn)件，能滿足內(nèi)窺鏡制造商的數(shù)量需求。此外，同批制造的器件中，每個(gè)部件都可以進(jìn)行定制，無(wú)需考慮總制造數(shù)量。這樣的產(chǎn)能可以滿足需要小型精密器件的工業(yè)客戶對(duì)數(shù)量的需求。

值得津津樂(lè)道的一個(gè)案例是，摩方新材與北京某知名醫(yī)院合作青光眼治療的醫(yī)療器械。趙卓介紹，在該醫(yī)院為治療青光眼的解決方案中，在設(shè)計(jì)的器械上專(zhuān)門(mén)設(shè)置了壓力調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)眼睛的眼壓達(dá)到一定程度，能夠推開(kāi)裝置上的彈簧，排出眼液；當(dāng)眼壓恢復(fù)至正常水平，這個(gè)彈簧就可以把眼睛的閥門(mén)關(guān)上。但是，這家醫(yī)院碰到了一個(gè)棘手的問(wèn)題，“這是一個(gè)沒(méi)嵌套的微彈簧，傳統(tǒng)的（加工手段）做不出來(lái)的。主要是它太精細(xì)了，就是20μm。”用單位換算來(lái)直觀感受一下，1cm=10000μm，而一般來(lái)說(shuō)，2μm差不多是頭發(fā)的四十分之一，得用顯微鏡才能看見(jiàn)。

應(yīng)該說(shuō)，在外界一片“3D打印不火”的悲觀態(tài)勢(shì)下，以摩方新材等一批國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)3D打印設(shè)備服務(wù)商涌現(xiàn)實(shí)屬不易。而且值得關(guān)注的是，盡管?chē)?guó)產(chǎn)3D打印設(shè)備商在不同的技術(shù)賽道已經(jīng)找到或者還在摸索市場(chǎng)的應(yīng)用區(qū)間，有一個(gè)無(wú)法忽視的環(huán)節(jié)是來(lái)自打印材料的掣肘。

根據(jù)趙卓介紹，打印材料的限制并不是無(wú)法量產(chǎn)或存在專(zhuān)利門(mén)檻，而是在全球整個(gè)3D打印的市場(chǎng)需求還不足以達(dá)到規(guī)?；慨a(chǎn)的階段，很多全球知名的材料巨頭并不愿意過(guò)多地開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)這些打印材料，材料的強(qiáng)度、韌性、耐候性等性能參數(shù)無(wú)法達(dá)到現(xiàn)有工程材料的水平。因此，材料也成為阻礙工業(yè)級(jí)3D打印發(fā)展的攔路虎。同時(shí)，在現(xiàn)有的技術(shù)路徑中，比如陶瓷材料，在3D打印過(guò)程中，其粘度高難以實(shí)現(xiàn)精密圖層等技術(shù)難點(diǎn)還沒(méi)有很好地攻克。

因此，摩方新材已經(jīng)組建自己的材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并且在知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)上，摩方新材也有著自己的規(guī)劃。但正如此前摩方新材創(chuàng)始人兼CEO賀曉寧談及制造微器件的挑戰(zhàn)時(shí)，他借用一句行話形容道：“追求越極致，挑戰(zhàn)就越大。”國(guó)產(chǎn)工業(yè)級(jí)3D打印路漫漫，但也因此才越需要真正堅(jiān)守、耐得住寂寞的企業(yè)！