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为了更轻更好的制造

发布时间:2020-01-14 20:11:48 阅读: 来源:板式换热器厂家

减少物体重量却不降低其性能,从而起到节约能源、降低磨损的作用,3D打印技术有望彻底改变制造业,开创一个“按需”生产小批量组件的新时代。

当我提到我身体里装有人工髋关节时,汉斯·兰格(Hans Langer)的双眼闪现出关切的目光。“许多人体内的植入物实际并不需要那么重,过重的植入物会对人体造成损害。”兰格解释道。

兰格提出的替代品显而易见也是人工制品—从汽车座椅零件到手袋,这些都在他位于慕尼黑附近的公司总部展示着。由于它们都是由EOS公司生产的3D打印机制造的,因此重量明显轻于类似的普通组件。

兰格创立于24年前的EOS公司,如今是全球最大的三家3D打印机制造商之一。根据专家观点,3D打印技术将彻底改变制造业,开创一个“按需”生产小批量组件的新时代。虽然3D打印技术已经存在有1/4个世纪之久,但直到现在它才逐渐被认可,并已奠定了充分的用户基础,推动其向前发展。EOS公司之外,美国的3D Systems以及美国、以色列合资的Stratasys公司是这个行业内另外两家领先的公司。

61岁的兰格从科学家转型为企业家,他灵动的举止和透亮的眼神掩饰了其强硬的一面。过去的岁月里,EOS的经营数度面临险境,不仅经历了一系列的专利纠纷,兰格还一度被迫将公司的控制权出让给投资人,好在都是有惊无险,公司经营权也顺利夺回。现在,兰格已完全掌控公司,而EOS也有望因3D打印技术的日益升温而获益匪浅。兰格表示,到2020年,公司年收入将在2012年1.2亿欧元的基础上增加4倍,而近年来,税前利润率也维持在10%左右—对于其480名左右的员工而言,这实在是个好消息。

3D打印以“叠加式制造”著称,其所构建的是复杂形状的塑料或金属离子层。而EOS公司对这个行业的主要贡献则在于一种名为“激光烧结”的技术。它运用激光束熔化金属或塑料粉末,以塑造高度复杂的形状。这项技术构成了EOS公司所有的收入来源。在兰格口中,3D打印是一项“颠覆性”的技术,因为它可以使新产品比现有产品性能更好,而利用现存技术,这几乎是不可能实现的。

减少物体的重量却不降低其性能,是3D打印的重要特征之一,从骨科到汽车制造领域,其重要性正日益凸显。“如果能减少重量,势必会节约能源、降低磨损。在多数情况下,人们(在工业领域)借助传统生产方式从事制造已达到了极限。”兰格介绍道。

正如兰格所言,他的做事方式恰恰暗合了其早年经由科学训练而形成的并不过分的精确性。事实上,他一直向往学术生涯,直到他的博士生导师劝其投入商界。兰格对科学十分着迷,作为一位滑翔机教练的儿子,少年时他便迷上了无动力推进式飞行。“我2岁乘坐滑翔机,14岁亲自驾驶。”他说,“我下定决心驾驶滑翔机飞行数百公里,并在19岁时完成这一夙愿,实现了300公里的飞行,这与气象学、空气动力学和导航有关。”

兰格花费了四年时间在慕尼黑的马克斯普朗克研究所(Max Planck Institute)从事等离子物理研究,并获得了激光技术领域的博士学位。也正是在那里,他被告之“不要在大学实验室里浪费生命”,因为相较商业活动,学术生活包含的兴奋点太少。

1981年,29岁的兰格加入了一家小型激光器公司,该公司由卡尔·巴索(Carl Baasel)创建,这奠定了德国传统科学家转型为企业家的基础,他们向往从细分市场着手创立公司。兰格将巴索视为自己的灵感来源。

接下来的三年之内,兰格成为了General Scanning公司欧洲区的负责人。这家美国公司是激光定位系统的早期领导者,同时也是新兴的3D打印的先驱者。

预见到3D打印未来可能的发展机遇,兰格向General Scanning提出申请,希望支持其发展基于激光烧结的3D打印构想。但公司却因为风险过大而拒绝了这一提议。“我告诉董事会,我的构想终有一天会变成大事件。但他们认为要执行我的计划有太多的困难”。

董事会的结论并没有吓退兰格,他成立了自己的公司。当时400万德国马克(约合200万欧元)的种子资金主要来自三方。首先是佛可·斯瑞斯克(Falk Strascheg),一位创建了Technologieholding公司的企业家,该公司是德国一家领先的VC。其余则来自扶持初创公司的德国政府基金以及总部位于慕尼黑的汽车制造商宝马—后者利用3D打印为一些高性能车制造小批量原型零件。目前,兰格持有EOS公司75%股权,剩余部分则归斯瑞斯克所有。

但是,像许多初创公司那样,EOS公司在成立初期也不得不改弦易辙。“我们早期的‘烧结’设备太可怕了。”他说。“烧结”比最初预想的要困难,为了获得一些迫在眉睫的现金,EOS把其产品建立在3D打印的替代品“固化”液态集合物之上。

由于后者率先由查尔斯·赫尔(Charles Hull)开创, 他的3D Systems公司迅速针对EOS提起了一系列的专利诉讼。意识到专利纠纷可能带来的严重破坏性,1993年,兰格把EOS公司75%的股份转让给德国大型光学设备制造商蔡司(Zeiss)。

花费了四年时间,EOS和3D Systems两家公司终于达成和解。在此期间,兰格通过支持其他初创技术公司筹集了足够的资金,从而得以购回EOS公司的控制权。

但此后,他却遭到了更多的专利诉讼。首先是一家来自美国的名为DTM的3D打印公司,随后则是3D Systems的再度诉讼,因为3D Systems在2001年收购了DTM公司。在十多年时间里花费了1亿欧元的诉讼费后,2003年,兰格通过一项复杂的交易,最终与3D Systems的新任首席执行官阿贝·雷切托尔(Abe Reichental)解决了专利纠纷。“利用关键技术捍卫我们的权利是至关重要的,尤其是处于一个快速扩张的领域。但随着时间的推移,水涨船高的诉讼费用让每个参与其中的人都意识到,必须找到一种一劳永逸的方法来解决纠纷”。

此后,EOS公司重新专注于“烧结”技术,并积累了足够的专业知识来提高机器的精确度和可靠性。不过,兰格急切地强调,未来的路还很长。“必须牢记,这项技术尚未成熟,如同20年前半导体产业所处的阶段一样。我想说的是,还需要另一个30年,我们才能真正开始欣赏3D打印都能做些什么”。

然而,通用电气最近购买了莫里斯技术公司(Morris Technologies),该公司是EOS一个快速增长的客户,专门从事航空航天部件,这是目前为止通用在3D打印领域最大的公开动作。通用首席执行官杰夫·伊梅尔特(Jeff Immelt)对3D打印非常热衷。正如兰格所说:“这释放了一个很好的信号。”

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