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文|潘曉宇
編輯|彭小秋
回顧今年的一級市場，可以確定的投資方向並不多，但3D列印賽道卻逆勢出現。
3D列印又稱增材製造，隨著技術的不斷演進，已經應用於航空航天、工業、醫療、生物等行業。不過，能被大眾感知到的是，今年消費級3D列印機的發展尤為引人註目。
在海外眾籌平台上，AnkerMake M5的眾籌金額達到888萬美元，位居該平台3D列印機歷史第一。今年，消費級3D列印公司麻生優創和魔芯科技也贏得了小米和德仕等雇主的押註。
在海外市場，消費者對消費級3D列印機的需求正在快速上升。除了最初的極客和創客，普通家庭對3D列印的需求也在快速上升。近年來，元宇宙、XR等概念爆炸式增長，人們將物理世界與虛擬世界聯繫起來的想像力迅速萌芽，而3D列印無疑就是這樣一個接口。
但由於使用門檻和消費成本的「雙高」問題，3D列印機長期以來並沒有打開C端消費市場。
如今，隨著越來越多的玩家投身於這個市場，消費列印機的成本正在慢慢降低。從曾經的幾萬元到現在有大量幾千元甚至上百元的機型可供選擇。銷售價格的下降也使得3D列印的市場滲透率迅速增加。另一方面，隨著列印速度、3D建模等技術難題被逐一突破，3D列印的操作門檻也在不斷降低，讓更多的消費者享受到3D列印帶來的便捷操作。
雖然近年來消費級3D列印一直在努力降低門檻，但距離其進入普通消費者家庭仍有諸多制約。其中，列印速度是一個不可回避的問題。列印需要幾十個小時，設備和噴頭需要時不時檢查，讓3D列印沒有想像中的「絲滑」。
現在的列印機雖然大多不需要玩家自己組裝，但是3D建模、調試等步驟在操作中還是不可避免的。對於普通消費者來說，還是有一定的使用門檻的。因此，近年來，主推消費級列印的3D列印公司，大多致力於解決上述問題。
最近36Kr在深圳發現了這樣一家3D列印公司——長朗科技。我們先來看一組數據:它的LCD光固化印刷速度可以達到70-80mm/h，它的FLAM印刷速度可以達到2000mm/h，要知道原來消費者的光固化速度只有50-60mm/h。
產品系列生產線
快速印刷的奧秘
面對列印速度的巨大技術差距，朗朗科技是如何做到快速列印的？
拆分來說，首先是它的光固化產品。無論是LCD固化還是FDM列印，都需要先將列印模型「切片」，然後根據切片一層一層地列印出需要的物體。其中，LCD光固化的原理是將紫外雷射束逐點投射到感光樹脂材料表面，使曝光區域的樹脂薄層發生光聚合反應固化，然後工作台自上而下移動，一層一層疊加掃描，固化成品。
每層固化後，需要移動底板，防止產品黏在透明板上，所以每層都需要提升底板。這導致列印表面厚度僅為50微米，前後列印時間超過10秒。所以要想提高光固化的印刷速度，不僅需要在光學上做文章，還需要在印刷材料和結構設計上做文章。
早在2015年，美國公司Carbon就在探索如何提高光固化列印的速度。通過控制氧氣的時間和劑量，他們使氧氣抑制某些區域的樹脂固化，而光固化那些沒有暴露在氧氣中的區域。這種操作對提高光固化印刷速度有質的影響。
與Carbon的技術路徑不同，長浪科技選擇了另一條路。通過改變紫外線的波段，影響樹脂材料的形狀，使其在印刷接觸面上保持超流狀態。
「相當於通過一層液體把材料固化，讓底板不斷上升，不需要反復升降。長浪科技創始人兼CEO老長石說。使材料保持超流狀態涉及到物理、化學、光學、材料等不同學科的交叉應用。據了解，朗朗科技也申請了這項技術的專利。
對於FDM列印來說，這也是市面上消費級3D列印機常用的列印方式。目前，提高FDM列印速度的方法主要有兩種:一種是優化結構，包括採用更輕的噴頭，優化自身的結構設計，使噴頭可以快速移動；另一種是依靠算法的優勢，通過算法補償原機器振動頻率，使噴嘴減少自身的摩擦和振動。
除了優化結構和算法，長浪科技還嘗試了一個更難的方法——路徑優化。對於現有的FDM列印，噴嘴操作的路線算法已經固定，但實際上面對不同的物體形狀時，一般都有更短更好的列印路徑。但是，由於不同的對象需要重新計算，雖然路徑優化方法可以大大提高列印速度，但很少有人有資格使用這種算法。
「這是xyz三個軸的運動軌跡的疊加，所以要讓這條路徑在所有三個軸上運動最快，還需要考慮電機和加速度。」老長石告訴36Kr。「這就相當於在駕駛中通過路徑優化選擇一個最優方案到達目的地，然後通過算法補償道路的不平路段，使道路變得平坦。」
不過這項技術現在主要應用在工業領域，很少應用在消費領域。一方面是算法本身難度極大，另一方面是成本高昂。但是，朗朗科技能有這樣的技術積累，是因為它在起步的時候就涉足了工業領域。
全系列3D列印矩陣
龍科技成立於2016年，當時是國內消費級3D列印機發展的初級階段，遍地開花。然而，當時的企業還停留在組裝3D列印機為生的階段。在出海的情況下，主要是在海外轉賣零部件或者積機。因此，朗朗科技選擇先切入工業領域。
目前其在工業級3D列印機上的應用，可以通過列印耐高溫的金屬或陶瓷材料來列印核聚變反應堆的堆芯更換件，而長浪也與核電頭部公司簽訂了千萬元的訂單。
除了工業領域，2018年，朗朗科技也開始切入消費列印機，同時推出光固化和FDM列印機，上線海外kickstarter眾籌。目前，長朗的消費列印機主要通過亞馬遜平台在海外銷售。
值得一提的是，昌朗科技此前收購了3D列印開源之父阿德里安·鮑耶博士創辦的3D列印公司RepRapPro。並於2018年獲得東方富海的A輪融資。
據老長石介紹，目前，長朗科技的列印機主要涵蓋消費級FDM列印系列、光固化液晶列印系列，以及生物醫藥領域使用的工業級陶瓷3D列印機和金屬3D列印機。
長朗工業級3D列印機朗工業級3D列印機
除了硬件產品，朗朗科技也在致力於軟件建模，這是3D列印的另一大制約因素。其自主開發的建模軟件可以識別單張圖像，並基於AI深度學習技術還原物體的3D形狀。目前這個軟件應用主要適用於人臉識別。
能夠覆蓋如此全面的產品線，同時切入工業和消費領域，還在於長浪的團隊優勢:其創始人老長實是美國佐治亞理工學院材料工程博士、博士生導師，深圳大學客座教授，核工業西南物理研究所客座教授。在3D列印和新材料領域有十餘年的積累。師從中科院外籍院士王忠林教授、港大校長張翔院士，在Science、Nanoletters等國際頂級期刊發表學術論文50餘篇。CTO何毅是麻省理工學院機械工程博士，清華大學化學碩士和學士。在3D列印系統集成、控制、算法開發方面積累頗豐，擁有26項發明專利。
近年來，隨著3D列印行業的快速發展，越來越多的玩家湧向賽道。在老長石看來，這也是行業長期積累的結果。「行業確實到了一個爆發點，近年來海外需求的增長迎來了消費級3D列印的快速增長點。對於國內智能製造來說，3D列印也是必不可少的環節，未來有很大的想像空間空。」
雖然行業正在起步，但無論是在工業還是消費場景，3D列印目前都存在成本高等問題。所以，當大量玩家開始進入遊戲，逐漸拓寬賽道的時候，成本或者說使用門檻的差距就在不斷抹平，未來3D列印的市場顯然是大有可為的。