鉑力特金屬3D打印機(jī)與德國(guó)EOS對(duì)比分析

國(guó)內(nèi)金屬3D打印龍頭廠商鉑力特申請(qǐng)科創(chuàng)板IPO,。3D打印專業(yè)媒體南極熊注意到,，在審核問詢環(huán)節(jié)，主管部門提了不少好問題，幫助投資者更好了解將要進(jìn)行IPO的發(fā)行人。



問詢：與行業(yè)內(nèi)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分類對(duì)比同類產(chǎn)品的技術(shù)性能和相關(guān)參數(shù)指標(biāo),，充分披露發(fā)行人與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)特點(diǎn)差異、發(fā)行人產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性,。

鉑力特回答：
增材制造的關(guān)鍵要素包括設(shè)備,、工藝（定制化產(chǎn)品的制造）和材料。公司在上述領(lǐng)域與行業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品的對(duì)比如下：

1,、金屬3D 打印設(shè)備
SLM 成形技術(shù)是目前金屬增材制造中發(fā)展最成熟,、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，基于 SLM 技術(shù)的激光選區(qū)熔化成形設(shè)備是目前國(guó)際上銷售最多的工業(yè)級(jí)金屬增材制造設(shè)備,，也是報(bào)告期內(nèi)公司銷售和自用最多的系列設(shè)備,。德國(guó) EOS 公司是全球最大同時(shí)也是技術(shù)領(lǐng)先的激光粉末燒結(jié)快速成型系統(tǒng)的制造商,，其技術(shù)路線專注于持續(xù)不斷的優(yōu)化 SLS/SLM技術(shù),，并開發(fā)適用于工業(yè)化生產(chǎn)的高效率設(shè)備。公司同類產(chǎn)品與其相關(guān)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)及性能對(duì)比如下：

（1）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面
公司 S300/S400系列產(chǎn)品基本對(duì)標(biāo) EOS 的 M280/M290系列,，S500/S600系列基本對(duì)標(biāo) EOS 的 M400/M400-4系列,。其中 S320及 S400為公司在 S300基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造的產(chǎn)品，M290為 EOS 公司 M280的升級(jí)產(chǎn)品,。

激光選區(qū)熔化成形設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)如下：
①成形尺寸：代表了設(shè)備能夠最大加工零部件的能力,，不同的成形尺寸成為了劃分設(shè)備大、中,、小型設(shè)備的依據(jù),，相應(yīng)的也決定了設(shè)備的售價(jià)與開發(fā)難度。

②分層厚度：SLM 技術(shù)中的激光燒結(jié)過程是基于零件逐層建造的快速成型制造工藝,，設(shè)備的制造工藝水平?jīng)Q定了零件的分層厚度范圍,，而零件的分層厚度又直接影響零件的成形精度和打印效率。分層厚度越小,，零件成形越精細(xì),；分層厚度越大，零件成形效率相對(duì)越高,。設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的分層厚度范圍越大,，可打印零件種類越多，應(yīng)用也越廣泛,。
③激光器功率及數(shù)量：中小型金屬 3D 打印設(shè)備出于成本,、技術(shù)復(fù)雜度等因素考慮，通常采用一個(gè)激光器作為熱源,。單個(gè)激光的成形效率不超過 20cm3/小時(shí),，在加工大型零部件過程中會(huì)使得加工周期過長(zhǎng),。在大型金屬 3D 打印設(shè)備中，采用多激光器的設(shè)計(jì)可以兼顧零部件表面精度與成形效率,，但是也會(huì)使得設(shè)備的復(fù)雜度提升,。
④激光器光束質(zhì)量：激光器作為金屬粉末融化的熱源，是金屬3D 打印設(shè)備至關(guān)重要的部件,。光束質(zhì)量決定了零件的成形質(zhì)量和成形精度,，是設(shè)備打印能力極其重要的體現(xiàn)。
⑤最大掃描速度：金屬3D 打印設(shè)備利用振鏡實(shí)現(xiàn)激光的位置控制,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逐層燒結(jié)的掃描過程控制,。每一層的打印時(shí)間由激光掃描速度決定，最大掃描速度是設(shè)備成形效率的一個(gè)重要參考指標(biāo),。激光掃描速度越大,，設(shè)備成形效率越高。
⑥Z 軸重復(fù)定位精度：金屬3D 打印過程是一個(gè)逐層疊加燒結(jié)的過程,，每次成形平臺(tái)下降的高度在10-100微米不等,，在成形平臺(tái)的下降過程中如果其 Z 軸的重復(fù)定位精度不高，會(huì)造成零部件尺寸與理論模型出現(xiàn)較大偏差,，造成零部件報(bào)廢或無法使用,。
⑦預(yù)熱溫度：在大型零部件的打印過程中，金屬粉末急速熔化并且快速冷卻,，在熔化,、冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生非常大的熱應(yīng)力并最終可能導(dǎo)致零部件開裂、變形等狀況出現(xiàn),。通過對(duì)基材進(jìn)行預(yù)熱,，可以減少熱應(yīng)力累積，從而減少零部件不合格品出現(xiàn)概率,。除此之外,，一些特殊材料的加工對(duì)溫度有一定要求，設(shè)備可實(shí)現(xiàn)的預(yù)熱溫度越高,，可打印材料種類也會(huì)越多,。
⑧氧含量控制：金屬加工過程中經(jīng)常會(huì)采用一些活潑金屬粉末，比如鈦合金,、鋁合金等,，這些材料在熔化過程中會(huì)與空氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，生成影響材料力學(xué)性能的氧化物,；同時(shí)氧氣會(huì)使得未被燒結(jié)的粉末氧含量成分上升,，造成粉末氧含量超標(biāo)不能二次利用。設(shè)備的氧含量控制能力不僅決定設(shè)備可打印的材料種類,，也極大影響粉末的可循環(huán)利用次數(shù),。
⑨鋪粉機(jī)構(gòu)：基于 SLM 技術(shù)的逐層建造過程,，設(shè)備每打印完一層，需要進(jìn)行鋪粉動(dòng)作后再進(jìn)行下一層打印,，鋪粉過程會(huì)占用整個(gè)成形過程一定時(shí)間,。目前，SLM 設(shè)備的鋪粉機(jī)構(gòu)主要有單向和雙向兩種形式,，雙向鋪粉可減少設(shè)備的鋪粉時(shí)間,，提高設(shè)備成形效率，但是如何實(shí)現(xiàn)雙刮刀快速調(diào)平是設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn),。


EOS M290與鉑力特公司同類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)比較如下：



EOS M400（M400-4）與鉑力特公司同類產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)比較如下：



由上表可知,，公司產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到 EOS 同類產(chǎn)品水平，部分指標(biāo)如成形尺寸,、預(yù)熱溫度,、氧含量控制以及鋪粉效率等方面甚至有所超越。公司根據(jù)金屬3D 打印工程化應(yīng)用的豐富經(jīng)驗(yàn),，結(jié)合下游客戶使用過程中的難點(diǎn)和痛點(diǎn),，進(jìn)行針對(duì)性的技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)。相較于 EOS 設(shè)備,，公司 S320設(shè)備的開放式維護(hù)保養(yǎng)空間可以提高設(shè)備的可維護(hù)性和操作人員的使用體驗(yàn),。另外,，小編獲悉,，人造肉在線http://www.renzaofood.com/涉及到不少3D打印肉類的技術(shù)，可能產(chǎn)生另外的市場(chǎng)需求,。

（2）產(chǎn)品性能方面
相較于 EOS 公司近30年的發(fā)展,，公司增材制造設(shè)備起步較晚，雖然在短時(shí)間內(nèi)取得較快進(jìn)步,，但在設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性方面尚需進(jìn)一步提升,。同時(shí)，由于 EOS 設(shè)備售出數(shù)量較多,，應(yīng)用較為廣泛,，公司自研設(shè)備針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的個(gè)性化解決方案方面需要進(jìn)一步改進(jìn)。隨著公司自研設(shè)備銷售和使用的數(shù)量逐漸增多,，針對(duì)性的改進(jìn)使用過程中的相關(guān)缺點(diǎn),，公司設(shè)備的性能得以提升迅速。2016年至2018年,，公司向客戶銷售的定制化產(chǎn)品中由公司自研設(shè)備生產(chǎn)的比例逐年提高,，分別為22.92%、51.15%,、70.62%,，充分體現(xiàn)了公司設(shè)備的良好性能,。

（3）技術(shù)特點(diǎn)差異
增材制造的成形質(zhì)量和成形效率、成形尺寸之間存在著矛盾,。德國(guó) EOS 公司的技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)樵诒ＷC設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和成形質(zhì)量的前提下,，努力提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，而并不側(cè)重發(fā)展超大打印尺寸的設(shè)備,，其產(chǎn)品線也相對(duì)簡(jiǎn)單,。
公司金屬增材制造設(shè)備針對(duì)工業(yè)級(jí)市場(chǎng)的不同應(yīng)用場(chǎng)景，綜合考慮不同領(lǐng)域客戶的需求差異,，綜合平衡設(shè)備在成形尺寸,、成形質(zhì)量、成形效率和成本之間的關(guān)系,，針對(duì)航空航天（S300系列,、S400等）、科研院校（S210）,、醫(yī)療齒科（A100）,、工業(yè)模具（A300）等行業(yè)分別開發(fā)適用性強(qiáng)的金屬增材制造設(shè)備。同時(shí),，對(duì)于航空航天等金屬3D 打印應(yīng)用深度及廣度較高的領(lǐng)域,，進(jìn)一步開發(fā)專業(yè)化應(yīng)用設(shè)備，如：公司開發(fā)的 S500設(shè)備主要面向航空航天大長(zhǎng)徑比類零部件的定制生產(chǎn),，S600設(shè)備主要面向航空航天大型回轉(zhuǎn)體類零部件的定制生產(chǎn),。結(jié)合國(guó)內(nèi)外智能互聯(lián)、智能工廠的需求,，公司設(shè)備均采用工業(yè)總線技術(shù),，便于設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和數(shù)據(jù)收集,，從而為設(shè)備的可預(yù)測(cè)式維護(hù),、智能診斷提供硬件基礎(chǔ)。公司設(shè)備安裝的集模型切片分層,、掃描路徑規(guī)劃功能于一體的 BP 軟件及設(shè)備協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)軟件 MCS,，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全穩(wěn)定和無人值守運(yùn)行。