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惠普与Carbon 颠覆3D打印的两个巨擘



在巴塞罗那以北10英里的地方,矗立着一座有着千年历史油墨技术的温床,圣库加特修道院建于公元9世纪,该修道院曾经迎来了西班牙的油墨和卷轴时代。如今,在不远处,一座21世纪的HP工厂已经通过足有巴士大小的打印机将这一技术提升至前所未有的境界,这些打印机能够在大量纸张呼啸而过的时候精确地在上面沉积只有1微米大小的墨滴。


    在这个背景下,惠普首款使用多射流熔融(MJF)技术的3D打印机翩然而至,这款设备就是该公司一家最知名的大幅面打印技术研发机构开发出来的。因此,该3D打印机使用了我们熟悉的喷墨技术,并使用一种粉末作为基材,令人惊讶是,纸张在这里仍有用处,它被作为一种清洁辊。 MJF技术与EOS和3D Systems公司在售的选择性激光烧结(SLS) 3D打印机有点类似,不过尽管这些系统都使用了类似的基本材料——尼龙粉末,但是MJF同时还沉积了一种液体的塑料“融合剂”,这一关键创新使得3D打印机能够一次沉积一层融合剂,而不是缓慢追踪每个矢量。与SLS技术相比,MJF的速度比前者快5倍,而且打印质量也更好,这要归功于一种能够增强其边缘清晰度的精细制剂。
    然而迄今为止,我们对于这项技术的完整细节尚不得而知,不过可以推测的是,其中两种塑料必须以一种新的工艺混合来形成新的微结构。可以想见,熔剂与基粉之间这种神秘的相互作用是其中的奥秘所在。惠普公司承诺,未来的3D打印机将能够控制每个体素(voxel,意思类似3D版的像素)与墨水进行不同组合,以改变诸如颜色、导电性,透明性和强度等材料特性。

    也就是说,在MJF技术当下的最大3D打印体积——3072立方英寸中,其中的1.6T像素都是可寻址的,这就需要硬件来寻址超过当前软件处理能力的更多体素。一台带三个打印头的打印机,如果每个像素都用一个字节来描述的话,每次打印就需要处理大约12.8T字节的数据,为此惠普公司必须开发出新的软件来支持这种由多种塑料按照不同比例组合而成的“数字材料”。

    现在,让我们把注意力转移到另外一个地方,在美国硅谷,位于惠普车库(HP Garage)创业中心西北部5英里处有一栋建筑。这本是谷歌公司收藏汽车的地方,但是现在建筑里到处是Carbon公司运行着的3D打印机和来来回回的工程师。在去年年初,Carbon公司的联合创始人兼CEO Joe DeSimone在TED大会上一鸣惊人,推出了3D打印速度超快的CLIP技术,并因此荣登《科学(Science)》杂志封面。而随着Carbon公司M1 3D打印机的推出,人们的关注点就从“其3D打印速度快100倍”转向了“可以打印出在机械性能和表面光洁度方面接近注塑成型件的部件。”CLIP技术尽管与3D Systems公司和Formlabs公司的光固化(SLA)技术比较接近,但是Carbon宣布CLIP技术打印出来的零件具有一致的材料性能,而且从暴露在来自太阳的紫外线下时能够保证其完整性。正是这些挑战限制了当下SLA 3D打印机在原型和辅助制造方面的应用,Carbon公司称其新型的材料和后处理技术能够超越快速原型并直接制造最终产品。

    与惠普一样,Carbon为其材料设立了一个开放的“应用商店”,合作伙伴可以与之签约来提供新的第三方材料,现有的塑料必须经过修改才能与Carbon基于光和氧气的工艺兼容。

    MJF和CLIP正在以与Amazon Web服务颠覆互联网相类似的方式来实现当今制造业的飞跃。有意思的是这两款机器的起价都是12万美元——HP MJF技术3D打印机的基本价和M1 3D打印机3年的租赁费用——这使得创业者能够以比以前更大的资金使用效率开始其制造业务,软件正在全面占领工厂。

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