一位世界級(jí)3D打印技術(shù)專(zhuān)家的長(zhǎng)沙實(shí)踐

第第頁(yè)一位世界級(jí)3D打印技術(shù)專(zhuān)家的長(zhǎng)沙實(shí)踐“如果我能將生產(chǎn)成本降低一倍，我就能把（3D打印的）市場(chǎng)擴(kuò)大十倍?！被貒?guó)創(chuàng)業(yè)的許小曙說(shuō)。目前，他正在長(zhǎng)沙致力于將3D打印技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

今年以來(lái)，湖南華曙高科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)湖南華曙）的創(chuàng)始人許小曙受到了媒體極大的關(guān)注，關(guān)注的程度連他本人有時(shí)都難以招架。畢竟，湖南華曙只是一家剛剛創(chuàng)立的小企業(yè)，創(chuàng)業(yè)三年，其中兩年半都用在了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研發(fā)上面，其第一臺(tái)產(chǎn)品――激光燒結(jié)3D打印機(jī)從下線(xiàn)到現(xiàn)在，也還不到半年的時(shí)間。

如果要問(wèn)為什么？答案其實(shí)很簡(jiǎn)單：3D打印目前在中國(guó)是一個(gè)熱點(diǎn)，而許小曙正致力于將其中一項(xiàng)世界最尖端的技術(shù)在中國(guó)落地生根。

誰(shuí)是許小曙？

今天在國(guó)內(nèi)業(yè)界提起許小曙，也許還有人并不知曉，其實(shí)在國(guó)外，許小曙的名氣遠(yuǎn)比在國(guó)內(nèi)要響亮得多，至于究竟是怎么回事，這得從他早年的經(jīng)歷開(kāi)始說(shuō)起。

1986年，許小曙離開(kāi)了他畢業(yè)并任教三年的母校湘潭大學(xué)，遠(yuǎn)赴美國(guó)礦業(yè)大學(xué)深造，這一走，便是二十多年。在大洋彼岸，他取得了博士學(xué)位，并在畢業(yè)之后在美國(guó)焊接研究所（AWI）工作了七年。1997年，許小曙轉(zhuǎn)投實(shí)業(yè)界，先后在DTM、3DSystems等大型高科技公司任職，并在此時(shí)遇到了他愿意為之奮斗一生的事業(yè)――3D打印技術(shù)。對(duì)于許小曙來(lái)說(shuō)，與3D打印技術(shù)相遇，也許是巧合，也許是命中注定，但不可否認(rèn)的是，他對(duì)這項(xiàng)技術(shù)和事業(yè)燃起了從未有過(guò)的熱情。從那時(shí)起直到現(xiàn)在，他一直致力于3D打印技術(shù)中的選擇性激光燒結(jié)（SelectiveLaserSintering，簡(jiǎn)稱(chēng)SLS）技術(shù)的研發(fā)，如今，許小曙已經(jīng)是世界上掌握SLS技術(shù)制高點(diǎn)的人，甚至可以說(shuō)，沒(méi)有人比他更了解這項(xiàng)技術(shù)。

出于經(jīng)營(yíng)理念的緣故，3DSystems公司在3D打印技術(shù)上不光是做SLS技術(shù)，其他諸如SLA、FDM等技術(shù)它也力圖全面發(fā)展；許小曙卻認(rèn)為，公司應(yīng)該把更多的精力放在SLS技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新上。在他看來(lái)，SLS技術(shù)相對(duì)高端，可以直接應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，它的發(fā)展快慢與否，可以決定未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展前景。而3DSystems公司對(duì)這項(xiàng)技術(shù)并不像他所希望的那樣重視，他的許多想法無(wú)法得到實(shí)踐，更重要的是，秉承著一個(gè)科學(xué)家最樸素的心愿，他想要推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，讓SLS技術(shù)在更多的高端工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2009年末，一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，許小曙獲得了一筆2500萬(wàn)元的天使投資，正是這筆投資，使他下決心辭去了美國(guó)3DSystems公司的高薪職位，回國(guó)創(chuàng)立了湖南華曙。對(duì)許小曙來(lái)說(shuō)，他在3D打印技術(shù)在美國(guó)發(fā)展到相對(duì)成熟的時(shí)候與之相遇，在3DSystems公司多年的研發(fā)經(jīng)歷已經(jīng)使得3D打印深入到了他的靈魂之中，在他看來(lái)，這已經(jīng)不是僅僅用一項(xiàng)新技術(shù)就可以概括的，3D打印，應(yīng)該是制造業(yè)的未來(lái)。而彼時(shí)，再留在3DSystems公司，他的心愿很難實(shí)現(xiàn)――用他周?chē)娜说脑?huà)來(lái)說(shuō)，他只要留在3DSystems公司，優(yōu)渥的待遇、舒適的生活環(huán)境，此生全無(wú)后顧之憂(yōu)，但為了自己的理想，他還是選擇了離開(kāi)。

在湖南華曙，許小曙用了兩年多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行公司自有產(chǎn)品的研發(fā)。他認(rèn)為，我國(guó)目前的3D打印技術(shù)不能說(shuō)不先進(jìn)，但著實(shí)缺乏自我創(chuàng)新的能力，別人的技術(shù)可以拿來(lái)用，但那樣變不成自己的，我們也永遠(yuǎn)走不到這項(xiàng)技術(shù)的世界前列。更重要的是，目前運(yùn)用SLS技術(shù)的激光燒結(jié)3D打印機(jī)售價(jià)過(guò)高，絕大部分人是用不起的，這顯然大大制約了這項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展和推廣，因此，“為整個(gè)行業(yè)提供一款大家用得起的設(shè)備，一種大家用得起的材料”便成了許小曙的目標(biāo)。

回顧這兩年多的經(jīng)歷，與設(shè)備的研發(fā)相比，材料的研發(fā)難度無(wú)疑更大。最開(kāi)始，考慮到國(guó)產(chǎn)材料的不穩(wěn)定性，湖南華曙采購(gòu)了國(guó)外的原材料來(lái)配方、制粉，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，由于國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商不愿意花高價(jià)錢(qián)拿國(guó)外高質(zhì)量的原材料，所以進(jìn)口到中國(guó)的都是不合格產(chǎn)品，在這基礎(chǔ)上生產(chǎn)出的最終材料顯然也是不合格的。起先許小曙及其團(tuán)隊(duì)并不了解這些，因此在材料的研發(fā)上走了好多彎路，發(fā)現(xiàn)這一情況之后，再經(jīng)過(guò)慎重的考慮，出于便于掌控的理由，許小曙決定啟用國(guó)產(chǎn)原材料，而彼時(shí)，已經(jīng)是2011年10月左右，湖南華曙在材料的研發(fā)上，已用去了快兩年的時(shí)間。換成國(guó)產(chǎn)材料之后，一開(kāi)始事情進(jìn)展得較為順利，在經(jīng)歷了尋找、選擇之后，2012年3月份，湖南華曙自行研發(fā)的尼龍材料粉末問(wèn)世，一開(kāi)始出產(chǎn)的試驗(yàn)用料通過(guò)了測(cè)試，但開(kāi)始大批生產(chǎn)的時(shí)候，問(wèn)題又來(lái)了，尼龍粉末的質(zhì)量出現(xiàn)了明顯下降，究其原因，原來(lái)是因?yàn)樵牧仙a(chǎn)方的工藝不穩(wěn)定、生產(chǎn)過(guò)程中簡(jiǎn)單粗糙、未完全按照生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，為此，許小曙特意派人在那里“盯”了整整一個(gè)月，直到對(duì)方能夠完全按照湖南華曙的要求進(jìn)行生產(chǎn)加工為止。如今，在原材料供應(yīng)上，湖南華曙既建立了完善的質(zhì)量檢測(cè)機(jī)制，又擁有了長(zhǎng)期且穩(wěn)定的合作伙伴，并且在這方面完全實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

與國(guó)外技術(shù)站在同一水平上

2012年6月，湖南華曙自行研制生產(chǎn)出了第一臺(tái)激光燒結(jié)3D打印機(jī)并遠(yuǎn)銷(xiāo)美國(guó)，成為世界上除了美國(guó)3DSystems公司和德國(guó)EOS公司之外，第三家高端選擇性激光尼龍燒結(jié)設(shè)備的制造商，與此同時(shí)，湖南華曙自行研發(fā)的尼龍粉末材料也已經(jīng)可以批量生產(chǎn)，這也打破了德國(guó)Evonik公司對(duì)這項(xiàng)材料長(zhǎng)期以來(lái)的壟斷，盡管強(qiáng)度略低于德國(guó)，但韌性卻是德國(guó)的2倍。這些都標(biāo)志著公司前期的研發(fā)工作取得了成功，公司自身也正式開(kāi)始了產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷(xiāo)售?！霸谌A曙之前，中國(guó)在這方面的技術(shù)差不多是美國(guó)1995年左右的水平，差了二十多年，華曙的成功填補(bǔ)了這一差距，使我們跟國(guó)外站在了同一水平上?！?/p>

與國(guó)內(nèi)其他3D打印機(jī)的生產(chǎn)商不同，湖南華曙將其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的范圍定位于運(yùn)用SLS技術(shù)的選擇性激光燒結(jié)打印機(jī)上，“做精、做好SLS”是其目前發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，針對(duì)工業(yè)上的不同需要，研發(fā)不同層次的設(shè)備和材料，產(chǎn)品覆蓋高端到低端各個(gè)檔次。值得一提的是，許小曙并沒(méi)有把研發(fā)家庭式的3D打印機(jī)納入公司未來(lái)的發(fā)展戰(zhàn)略，如果以美國(guó)3DSystems公司和德國(guó)EOS公司做樣本的話(huà)，3DSystems以橫向發(fā)展為主，而EOS則專(zhuān)注于SLS技術(shù)的發(fā)展，許小曙認(rèn)為，兩種發(fā)展方式各有千秋，3DSystems瞄準(zhǔn)的是新興市場(chǎng)，但這并不是湖南華曙的發(fā)展方向，與之相比，EOS則更能代表湖南華曙的未來(lái)?！拔抑兰矣?D打印機(jī)的市場(chǎng)很大，但是必須要把成本降到很低，并且要提高做出來(lái)的東西的質(zhì)量，否則是很難直接運(yùn)用在產(chǎn)品上的?！?/p>

如今，盡管所占比例很小，但湖南華曙的3D打印機(jī)卻也開(kāi)始了終端產(chǎn)品的“打造”。在公司會(huì)議室的陳列柜里，就擺放著一架無(wú)人機(jī)的尾翼。許小曙介紹說(shuō)，那是山河智能旗下子公司山河科技委托湖南華曙專(zhuān)門(mén)打造的。飛機(jī)的尾翼內(nèi)部安裝了控速管，一段與飛機(jī)中部的測(cè)速裝置相連，另一端則與外部相連，若用傳統(tǒng)工藝來(lái)制造，尾翼要一分為二，中間控速管填入后，再將兩部分合一，既影響速度的測(cè)量，又制造不夠精細(xì)，不可靠且工藝復(fù)雜。采用了3D打印技術(shù)，就可以將整個(gè)尾翼一體打印出來(lái)，一次性解決所有的問(wèn)題，這是其他工藝無(wú)法達(dá)到的水平。

另外在不遠(yuǎn)處，還放置了一個(gè)無(wú)人機(jī)的副翼，這是受南京航空學(xué)院委托而制造的，要求是既要輕，又要有強(qiáng)度，因此，通過(guò)3D打印技術(shù)，在副翼薄薄的一層外殼下，打印了極為精細(xì)的網(wǎng)格狀支撐物，那是傳統(tǒng)工藝無(wú)法制造出來(lái)的，既保證了強(qiáng)度，又使得整個(gè)副翼十分輕盈，還大大節(jié)省了時(shí)間。

這些在許小曙眼中，都是值得自豪的事，而湖南華曙在今年下半年，也終于可以做到收支平衡。這對(duì)他本人來(lái)說(shuō)，已經(jīng)是出乎意料的快了，因?yàn)樵驹谠O(shè)計(jì)研發(fā)上，他預(yù)留的時(shí)間為三年，如今，提前了半年?！澳壳皝?lái)看，華曙沒(méi)準(zhǔn)會(huì)成為國(guó)內(nèi)整個(gè)行業(yè)第一家可以賺到錢(qián)的企業(yè)?！碧岬竭@些，許小曙盡管面露喜悅之色，但并沒(méi)有太放在心上，因?yàn)閷?duì)他而言，自己的理想能否實(shí)現(xiàn)，才是更重要的事。

改變制造業(yè)

“我想做直接運(yùn)用在產(chǎn)品上的東西，那才是改變制造業(yè)的東西，我的目標(biāo)是要提升裝備制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力?！钡_(dá)到這個(gè)目標(biāo)，國(guó)內(nèi)還有很長(zhǎng)的路要走。許小曙認(rèn)為，目前從市場(chǎng)方面來(lái)看，3D打印主要有以下幾個(gè)大的方向。一是大型企業(yè)的研究機(jī)構(gòu)或是獨(dú)立的研究所，在那里，3D打印機(jī)主要用于產(chǎn)品的研發(fā)、試制、功能驗(yàn)證等，這也是目前來(lái)講最容易打進(jìn)去的市場(chǎng)，國(guó)外也是從這個(gè)市場(chǎng)起步，逐漸向產(chǎn)品層面去發(fā)展；二是高校、高等職業(yè)學(xué)校等培訓(xùn)基地；三是在醫(yī)療器械上的運(yùn)用，包括人體骨骼的取代，各種假肢、義肢的制造等，因?yàn)檫@屬于一對(duì)一，非常個(gè)性化的生產(chǎn)。從這些方面起步，在將來(lái)進(jìn)一步發(fā)展，3D打印技術(shù)就會(huì)直接運(yùn)用于終端產(chǎn)品的生產(chǎn)?！爱吘?，產(chǎn)品的直接生產(chǎn)是我們的未來(lái)?！?/p>

從過(guò)程上來(lái)看，從高附加值、小批量的產(chǎn)品開(kāi)始，隨著成本的降低，覆蓋面會(huì)逐漸擴(kuò)大。許小曙認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)最開(kāi)始可能運(yùn)用于高附加值的軍工等行業(yè)，像無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等的制造，成本下降以后，最終一定會(huì)發(fā)展到民用行業(yè)，包括用于手機(jī)、電視機(jī)這些產(chǎn)品的生產(chǎn)，都是有可能的。

但從目前的情況來(lái)看，SLS技術(shù)3D打印機(jī)的應(yīng)用依然停留在高端工業(yè)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)尚有待于開(kāi)發(fā)?！跋胍惯@種生產(chǎn)方式成為制造業(yè)的主流，我們面臨的問(wèn)題主要有兩個(gè)，一是材料的局限性。我們目前能夠使用的材料也就二十種左右，材料的多樣性是第一個(gè)瓶頸。二是成本太高，其實(shí)在產(chǎn)品的性能上，已經(jīng)沒(méi)有任何問(wèn)題?！?/p>

成本太高在許小曙看來(lái)，是制約這個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)很大的問(wèn)題，他常掛在嘴邊的一句話(huà)就是：“如果我能將生產(chǎn)成本降低一倍，我就能把市場(chǎng)擴(kuò)大十倍?！倍@過(guò)高的成本，很大程度上，是指研發(fā)的成本。從設(shè)備上來(lái)說(shuō)，湖南華曙生產(chǎn)的激光燒結(jié)3D打印機(jī)，其內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)，都是從國(guó)外進(jìn)口的，由于目前無(wú)法做到國(guó)產(chǎn)化，所以成本高昂。而從材料上來(lái)看，雖然湖南華曙能夠自主生產(chǎn)尼龍材料粉末，但在別的材料的研發(fā)上，仍然需要下很大功夫，比如金屬粉末的制造，以及可以替代金屬粉末的高分子材料，其中高分子材料的價(jià)格昂貴就取決于開(kāi)發(fā)的工藝，而有的金屬材料，本身就十分昂貴。

所以，目前3D打印在中國(guó)的市場(chǎng)并不大，許小曙估算應(yīng)該有幾個(gè)億左右，主要集中在高校和研究機(jī)構(gòu)，離形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，還有很長(zhǎng)的一段路要走，而其中用于終端生產(chǎn)的，恐怕連5%都不到，與國(guó)外40%左右的水平相比，差距還是很大的。但他認(rèn)為，這需要長(zhǎng)時(shí)間商業(yè)上的推廣，因?yàn)樵趪?guó)外，3D打印機(jī)直接做產(chǎn)品的概念，興起于2003到2004年，距離目前已經(jīng)有將近十年的時(shí)間，而國(guó)內(nèi)，其實(shí)是剛剛興起。盡管今年下半年以來(lái)，3D打印的概念在中國(guó)興起了一個(gè)熱潮，但許小曙依然認(rèn)為推廣的工作是極其難做的。因?yàn)檫@不光包括對(duì)未知者的知識(shí)普及，還包括了對(duì)已知者概念的重塑。針對(duì)目前媒體熱炒3D概念的現(xiàn)象，他也表達(dá)了自己的看法：“目前對(duì)這個(gè)行業(yè)股票的熱炒，并沒(méi)有真正針對(duì)3D這個(gè)行業(yè)，因?yàn)檎嬲愕蒙?D打印的企業(yè)還沒(méi)有能力上市，這是一個(gè)很不好的現(xiàn)象，這樣會(huì)把對(duì)我們整個(gè)行業(yè)的期待度提得很高，而實(shí)際上要走的路還很長(zhǎng)，等到行業(yè)降溫的時(shí)候，人們會(huì)對(duì)3D打印整個(gè)行業(yè)失望，等到我們真正上市的時(shí)候，自然就沒(méi)有信心了。我覺(jué)得，這個(gè)行業(yè)，應(yīng)該實(shí)事求是?！?/p>

盡管有各種各樣的困難，但許小曙對(duì)于3D打印的將來(lái)卻十分的看好。對(duì)此，他用一種很明了的方式來(lái)解讀了這個(gè)行業(yè)的未來(lái)。他覺(jué)得，盡管目前3D打印僅僅適用于小批量的生產(chǎn)，但這必定有一個(gè)平衡點(diǎn)在里面，具體平衡點(diǎn)的大小取決于產(chǎn)品的復(fù)雜程度和其他一些因素，產(chǎn)品越復(fù)雜平衡點(diǎn)越高，則SLS越顯出它的優(yōu)勢(shì)。比如某件商品，做1000件以里，用3D打印較便宜，而做1000件以上，開(kāi)模比較節(jié)省成本，那么這個(gè)平衡點(diǎn)就是1000。今后，隨著人工成本的不斷增長(zhǎng)，3D打印成本的不斷下降，平衡點(diǎn)上的數(shù)值一定會(huì)越來(lái)越大，因?yàn)閺睦碚撋现v，這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)之一，就是基本不需要熟練工人，如果在有一天平衡點(diǎn)能達(dá)到10000，那么3D打印便會(huì)取代很多傳統(tǒng)的制造方法。這個(gè)趨勢(shì)將是不可逆的。

此外，從消費(fèi)觀念的變化這一角度來(lái)看，個(gè)性化的產(chǎn)品會(huì)逐漸成為市場(chǎng)主流，這一點(diǎn)從不斷更新?lián)Q代的手機(jī)上已經(jīng)看出了趨勢(shì)。在將來(lái)，每個(gè)人都會(huì)希望自己的東西就是唯一的，拿平常穿的衣服來(lái)說(shuō)，二十年前，中國(guó)人幾乎穿著一樣的衣服，可如今，撞衫已經(jīng)成了一件非常尷尬的事情，這樣個(gè)性化的生產(chǎn)趨勢(shì)也是不可逆的。

有這兩個(gè)不可逆，這個(gè)市場(chǎng)一定會(huì)呈十倍、百倍的增長(zhǎng)。許小曙舉例說(shuō)，在二十年前，數(shù)控加工中心剛剛問(wèn)世的時(shí)候，成本相當(dāng)昂貴，也只有一些高端、軍工的行業(yè)才用得起，而在今天，已經(jīng)普及到了相當(dāng)?shù)某潭?，如果在?dāng)時(shí)來(lái)描述今天的景象，那時(shí)沒(méi)人會(huì)相信。因此3D打印整個(gè)產(chǎn)業(yè)的方向是正確的，也許路還很遠(yuǎn)，但沒(méi)有錯(cuò)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)能夠起到的作用會(huì)越來(lái)越多。

但從另一個(gè)角度和層面來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工中心的例子并不能完全代表3D打印技術(shù)的未來(lái)。因?yàn)閿?shù)控加工中心能做出來(lái)的東西是有限的，而3D打印要比它高一個(gè)層次。如果提升到制造業(yè)理論的高度來(lái)看，縱觀整個(gè)人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)水平的發(fā)展，從手工生產(chǎn)時(shí)代小批量、個(gè)性化的生產(chǎn)，再到工業(yè)化大生產(chǎn)時(shí)代大批量、單一化的生產(chǎn)，將來(lái)一定會(huì)進(jìn)展到大批量、個(gè)性化生產(chǎn)。許小曙認(rèn)