过去五年来,金属粉末床熔合设备制造商之间的竞争一直很激烈,这种趋势通常被称为“激光战争”。现在是不是到了“激光打印热潮”的时候了?聚合物激光打印正处于关键时刻:竞争已经成熟,但更重要的是价格实惠。
市场需求验证
过去,几乎不可能以低于 20 万美元的价格购买到生产级的选择性激光烧结 (SLS) 机器。EOS(德国)、3D Systems(美国)、Farsoon(中国)和 Prodways(法国)是该领域的早期领导者。近年来,Formlabs(美国)、Sharebot(意大利)和 Sintratec(瑞士)等公司推出了几款价格低于 5 万美元的打印机。
虽然 Sintratec 今年早些时候的停产令人意外和沮丧,但其他发展让我们有理由保持乐观。就在上个月,Formlabs 收购了 Micronics,这是一家在 Kickstarter 上成功筹集资金(占其融资目标的 1,358%)的本地初创公司,并承诺提供售价 2,999 美元的 SLS 打印机。虽然 3,000 美元的价格点可能永远无法长期维持,但它也表明了 Formlabs 即将推出的 Fuse 系列的发展方向。
该领域的另一个有趣的项目是 SLS4ALL,这是来自捷克共和国的一个开源项目,目前正在接受其价值 6,999 美元的 SLS 套件的订单,并在全球范围内发货,这表明市场对工程师、专业爱好者以及中小型企业经济实惠的 SLS 打印设备有明确需求。
热非复杂性
与金属粉末床熔合不同,聚合物在熔化时通常不会产生较大的残余应力或卷曲。仅就金属粉末床熔合而言,就有一大批专门从事热管理、熔池监控和应力分析的公司;其中一些是纯软件公司。由于没有复杂的预处理,SLS 比金属材料更便宜、更快捷。
真正的无支撑设计
SLS 是少数能够进行无支撑 3D 打印的3D打印技术之一,因为在打印过程中,粉末“饼”提供结构支撑并将部件固定到位。由于没有支撑结构,用户可以突破包装效率和部件复杂性的极限。
虽然有一些设计挑战需要克服,例如用于去除粉末的排水孔,但现场打印连接和预组装机制的优势是巨大的。无需支撑和减少组装可降低人工成本。然而,这种成本节省被劳动密集型的粉末处理所抵消,这将在下文进一步讨论。
材料可用性
目前SLS用聚合物粉末采购价格低至40-50美元/kg,与光聚合物打印最便宜的商品树脂价格相当,该领域不乏大型工业制造商,包括阿科玛、赢创、巴斯夫等。
巴斯夫于今年 7 月剥离了其3D打印部门 Forward AM,以灵活应对市场需求。低成本、易得的材料也意味着打印失败并不像金属3D打印那样具有破坏性。大多数 SLS 粉末还允许回收使用过的粉末,回收率在 20% 至 70% 之间。因此,更快的开发周期将加快产品开发和商业化。但考虑到市场状况和最近的发展,这里有一些需要注意的事情。
中国企业的崛起
从“激光战争”中可以看出,中国在金属 OEM 领域仍然占有重要地位。事实上,这种趋势在垂直行业的机电产品中很常见。深圳被称为“硬件硅谷”,拥有华为、大疆、比亚迪、拓筑科技、宗微立方、创想 3D 和 Polylite(2023 年推出 16 台激光金属系统)等。
这些家喻户晓的品牌有着纯正的血统,并超越了中国传统的“低价”战略竞争,通过了解全球市场需求来提供行业领先的产品。随着行业竞争加剧,尤其是来自亚洲制造商的竞争,这将导致竞争格局更加广阔。
稳步降低价格
可以预见的是,SLS 产品的普及将增加来自西方制造商的竞争。这将推动包括 Prodways、EOS 和 3D Systems 在内的大型行业领导者生产价格更低的打印设备,但也会影响上述现有的供应商。据 Formlabs 称,他们已经在全球销售了超过 50% 的 SLS 打印机。随着 SLS 继续变得更加实惠和多样化,看看未来几年情况如何变化将会很有趣,就像我们在其他3D打印技术中看到的那样。
提高性能
激烈的竞争和价格的下降将催生创新。速度更快、功能更强大的 SLS 打印机的前景令人兴奋。例如,总部位于以色列的 3DM 公司正在使用二极管激光器来实现平行激光束。这是正确的想法:不只是增加更多激光器,而是将 SLS 从其当前的基于点的技术推向基于层的技术。吞吐量的增加可能无法与 DLP(数字光投影)/LCD/mSLA(掩模立体光刻)对立体光刻(SLA)的影响相提并论,但这是朝着这个方向迈出的一步。
工程级聚合物材料的多样性具有重要价值。Verne AM Labs 由其经济型桌面 SLS 打印机团队创立,该团队于 2014 年被 Prodways 收购。这种先进的工程材料可用于航空航天、医疗设备、汽车和其他工业垂直领域的苛刻应用。这样的性能改进将降低用户使用该技术的准入门槛,并为正规制造商带来更广泛的应用。
改进工作流程
目前,打印机 OEM 面临的一个突出问题是缺乏对工作流程和后处理解决方案的关注。因此,工作流程中非打印步骤的解决方案提供商有多个。虽然他们通常提供良好的解决方案,但 OEM 有望将工作流程改进作为差异化因素,并进一步推动对简化解决方案的需求。
对于 SLS 来说尤其如此,根据所选材料的不同,粉末处理可能很麻烦,而且往往很危险。改进后处理和粉末回收的成本驱动因素足以促使供应商提供更好的解决方案,从而提高客户的采用率。
Verne AM Labs 与旨在提供端到端解决方案的联盟 IntegrAM 建立了合作伙伴关系。Formlabs 以垂直整合的方式提供无缝解决方案而闻名,它还拥有自己的后处理和材料回收解决方案,这些解决方案比当前市场产品更胜一筹。
动荡的经济形势让3D打印公司的营收和市场估值一直处于低位,风险投资资金也不充裕。然而,在这种形势下诞生的节俭、注重价值的创新型公司往往会存活很长时间。SLS 即将与材料挤出和光聚合一起成为更实惠的 3D 打印技术,但激光之战将会是怎样的局面?时间会告诉我们答案。
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