賭城CES之3D打印干貨奉送

2017年的CES剛剛結(jié)束,，余溫猶在。南極熊也做了直播報道,，南極熊直播：美國2017 CES展會有哪些3D打印產(chǎn)品,？
今年的CES從全球各地召喚了大約4000個展商,，18萬游客來到了賭城拉斯維加斯,。這其中就有一支3D打印的軍團(tuán)和它的粉絲團(tuán),。
在此次CES的3D打印展區(qū)，總共有56家展商報名,。因為名為消費(fèi)者電子產(chǎn)品展,，因而到來的廠商展出的幾乎都是消費(fèi)者級別的產(chǎn)品。展商的分布如下圖：

圖1 CES 3D打印展商分布

中美兩國參展企業(yè)的數(shù)量相同,，總共占到86%，其他國家包括英國,、法國,、日本、意大利和捷克都只占到零頭,。當(dāng)然,，參展企業(yè)的數(shù)量占比并不反映銷量等市場的情況。但參展數(shù)量依然可以反映出,，中美兩國消費(fèi)級別的3D打印設(shè)備生廠商在積極的尋求市場和生存之道,。展會商家諸多，很多公司在其3D打印產(chǎn)品增加了WIFI連接,，缺料自動檢測,，中斷恢復(fù)的功能,，但從材料突破性、技術(shù)突破性,、應(yīng)用突破性上并沒有很大的新意,。


1.        售價僅10萬美金的金屬3D打印設(shè)備MetalX（Markforged）
Markforged公司以纖維增強(qiáng)打印技術(shù)，在競爭激烈的FDM市場打下一片立足之地,，特別是其連續(xù)碳纖維增強(qiáng),，所獲取的零件在機(jī)械性能上部分參數(shù)可以與鋁材相媲美。此次發(fā)布的金屬3D打印機(jī)MatalX更是被標(biāo)榜為創(chuàng)新技術(shù),，其技術(shù)名稱為原子擴(kuò)散增材制造（ADAM）,。

成形原理：將金屬粉末與PLA等聚合物混合，通過噴嘴將混合料擠壓出來,，而后焚燒去除聚合物材料,，進(jìn)一步的燒結(jié)可以得到具有一定強(qiáng)度的金屬零件。

講到這里,，有朋友就問了,，高大上的“原子擴(kuò)散”是怎么回事？哦,，在燒結(jié)的過程中,，粉末成分的溫度沒有達(dá)到熔點(diǎn)，通過原子擴(kuò)散形成粉末之間的有效連接,。所以原子擴(kuò)散就指的是燒結(jié)的過程,。明明講人話就可以說清楚的事情，非得整的那么清晰脫俗,。忽悠果然是不分國界的,！

材料：當(dāng)前可以使用的材料僅有不銹鋼17-4和303，并沒有媒體所說的可以打印鋁合金,、鈦合金等多種合金的功能,。使用不銹鋼很容易理解，有機(jī)物焚燒后即便有剩余材料也是碳,，對于不銹鋼來說無非就是一個調(diào)碳的過程,。即便有氧化物生成，也不難去除,。但是對于鋁,、鈦這些對碳、氧都很敏感的金屬,，這種技術(shù)路線現(xiàn)在想一想就行了,。

性能：當(dāng)前該公司并沒有對打印件的致密度、機(jī)械強(qiáng)度等進(jìn)行標(biāo)定。不難想象,，這種技術(shù)也將遇到Xjet所遇到的問題,，就是燒結(jié)過程的大尺寸收縮及伴隨出現(xiàn)的不規(guī)則收縮。Markforged很聰明的展示了不規(guī)則的圖形,，如果展示一個圓形和方形的產(chǎn)品,，那么必然一眼就看出問題了。即便如此,，在其展示的樣品中（圖2）,，依然可以看到零件末端圓孔的畸變以及表面類似劃痕的缺陷。

而現(xiàn)場的展示,，并沒有演示成形工藝,，畢竟不管是將粉末與聚合物預(yù)混合還是在擠壓時混合，粉末在通過微管擠壓出來的時候,，極容易堵塞,。要是一不小心演示砸了就不好下臺了。MetalX能夠加工的材料種類和產(chǎn)品的質(zhì)量與工業(yè)級別的設(shè)備不具有可比性,。因而,，沒有必要用這個技術(shù)去對比電子束或者激光束選取熔融成形技術(shù)（EBM/DMLS），不在一個檔次,。

（花10萬塊錢買的QQ就別去笑話別人花100萬買的紅旗貴了,，車都是車，不一樣的車）

圖2 MetalX設(shè)備及其樣品

2.        單噴頭全彩3D打印的Something3D（以色列）

雖然這次媒體沒有多少注意到來自以色列的這項技術(shù),，但是這家公司確實解決了FDM打印全彩的問題,，雖然了解原理后發(fā)現(xiàn)稱不上巧妙。FDM設(shè)備,，價格低廉,，操作簡單，而且對操作區(qū)域污染小,，是當(dāng)前所有設(shè)備中銷量最大的,，然而FDM打印多彩卻是非常的困難。全彩要求FDM噴嘴所噴出的材料顏色變化非常的快,，而光是清空噴嘴中儲存的材料,，就可以走幾個厘米。因而現(xiàn)在的解決方案更多的是采用雙噴頭/多噴頭來打印雙色/多色的零件,，比如這樣波蘭的Zmorph公司，就采用了雙噴頭的打印機(jī),。

圖3 雙噴頭打印的雙色樣品（圖片Zmorph）

然而,，如果用多噴頭的方式，那么打印全彩就需要無數(shù)個噴頭了。所以說以色列的這個單噴頭技術(shù)看上去就比較巧妙了,。先上樣品圖片：

圖4全彩的打印樣品

圖5 全彩樣品的上表面

那么Something3D是怎么實現(xiàn)單噴頭FDM打印全彩的零件的呢,？

沒錯，對于一個不透光的材料而言,，要看到全彩只需要讓最外面一層是所需顏色,，因而想辦法讓噴嘴在移動到下一個外表面的點(diǎn)之前，將噴嘴中剩余的材料排空就可以了,。

我們先來看設(shè)備,，如下圖所示，有5條進(jìn)料管道,，分別是CMYK+W（青,、品紅、黃,、黑+白）,。

圖6 Something3D設(shè)備Chameleon

CMYK可以通過配色得到所需要的顏色，如果需要白色就直接使用白色絲材即可,。在需要某種顏色的時候,，使送料裝置安裝一定的配比送絲，經(jīng)過混合既可得到所需要的色彩,，通過噴嘴擠出,。如果下一個點(diǎn)的顏色不一樣怎么辦，沒關(guān)系,，噴嘴直接進(jìn)入內(nèi)層繼續(xù)擠出,，排空噴嘴的材料，直到重新調(diào)色的混合料到達(dá)噴嘴口,。所以,，事情的真相只有一個，外輪廓并不是連續(xù)打印完成的,。

所以呢,，這些內(nèi)層就是排空噴嘴中剩余材料的藏污納垢之地了。實際上噴嘴內(nèi)需要排空的材料跟同一層內(nèi)相鄰點(diǎn)顏色的差別相關(guān),，差別大那么需要排空的材料就多一些,，因而才會需要大量的內(nèi)置層。而且由于噴嘴在內(nèi)外層連續(xù)的跳動,，表面質(zhì)量非常粗糙,，手感很差。內(nèi)外層之間的結(jié)合強(qiáng)度也很低,，現(xiàn)場已經(jīng)看到了大量的剝離,。

雖然這個方案解決了FDM的全彩打印問題,，但是卻是，金玉其外敗絮其中,。這樣的方式所需要消耗的材料就很多,，很不環(huán)保、很不經(jīng)濟(jì),。覺得要是不去追求全彩,，比如說只要256色，或者更少只要16色,，那么調(diào)色一次,，就打印完成整個層面內(nèi)所有同一顏色的區(qū)域，而且在兩次調(diào)色之間,，可以將材料作為內(nèi)部骨架使用,，如此可以大量的節(jié)省材料。拿走,，不謝,。吼吼！
其實,，這是一個數(shù)學(xué)問題,。

3. Formlabs推出的陶瓷打印機(jī)試樣

Formlabs展示了用SLA打印的陶瓷樣品，主打消費(fèi)者級別的陶瓷樣品機(jī),。雖然現(xiàn)場并沒有進(jìn)行設(shè)備展示,，樣品也沒有進(jìn)行后期燒結(jié)處理，但是依然吸引了一票媒體,。在陶瓷的3D打印領(lǐng)域,，當(dāng)前雖然有奧地利的Lithoz和法國的3DCeram，價格卻是在幾百萬人民幣的高位,，斷然是不會“出沒尋常百姓家”,。而Formlabs這幾年把美國消費(fèi)者市場SLA/DLP設(shè)備的價格降到了3000美金價位的。而這一次顯然美帝的老百姓也是對此寄以厚望的,。

圖7 Formlabs的陶瓷樣品

不過話說國內(nèi)的智維公司（Sprintray）去年已經(jīng)推出陶瓷3D打印這個消息美國人就當(dāng)真沒有聽說嗎,？而且在CES的3D打印展區(qū)，他們兩家好像也就幾步路吧,。

圖8 智維公司（Sprintray）的3D打印陶瓷樣品（圖片Sprintray)

其它

參展的設(shè)備中FDM和SLA幾乎占了全部吧,。粗略的估計，F(xiàn)DM的設(shè)備能夠占到2/3（包括打印筆）,。幾乎問了每一家一個問題,，“這么多的展商在這里，你們的競爭優(yōu)勢在哪里,？”大部分的答案并不讓人滿意,。最起碼聽了這些答案后我覺得行業(yè)之外的買家還是不知道該如何去選擇的,。買家的選擇太難了，除了只看低價的,，其它的確只能找業(yè)內(nèi)的人員推薦了。而對于大部分的設(shè)備廠商來講,，想一想你到底希望贏得哪些客戶,，你又為這些客戶量身定做了哪些服務(wù)。在商品領(lǐng)域,，存同求異也許更容易生存下去吧,。

CES小結(jié)
這次CES的整體感受吧，東西很多,，料不多,。3D打印機(jī)，AR,，VR,，機(jī)器人，無人機(jī),，一樣一樣一樣的,。當(dāng)然，既賺眼球又賺錢的產(chǎn)品是需要大量時間和資源來積累的,。

大家且行且積累,，來年再展。

來源：靖哥3d打印