超4.34億美元！谷歌GE投資新製造技術，傳統製造巨頭連入局

如果稍加留意，會發現今年的麻省理工科技評論「全球 50 家最聰明的公司」榜單中，出現了兩家 3D 列印公司：Carbon和「桌面金屬」（Desktop Metal），一前一後分列榜單的第 18 和 19 位。

圖 | 3D列印公司Carbon和「桌面金屬」分列榜單的18和19位

3D 列印在很多人印象中已經不再是個「風口」。一方面，傳統製造業的核心競爭力就在於其目前所掌握的製造技術，而另一方面，3D 列印一直以來無法克服其可用材料有限、列印效率低下的問題。在產業界在對 3D 列印技術一無意願二無動力的情況下，該技術的處境多年來一直比較尷尬。

但現在，情況似乎開始發生變化了……

DT 君在近日的推送中已經對 Carbon 這家 3D 列印初創公司做了深入解讀。目前，該公司正與著名運動品牌阿迪達斯合作，預計在 2018 年底列印 10 萬雙運動鞋。雙方希望在大規模製造中應用全新的 3D 列印技術，並在傳統製造業中掀起一場革命。

圖 | Carbon與阿迪達斯合作的3D列印量產運動鞋「FutureCraft 4D」

值得注意的是，Carbon 和「桌面金屬」公司背後的投資者都同時包括谷歌風投（GV）和通用電氣風投（GE Ventures），一家是最前沿科技的代表，另一家則是傳統製造的領軍企業。

不論是巧合還是有意的布局，這種投資組合往往是某一領域的技術即將爆發的前兆，比如在人工智慧、生物醫療等前沿領域，都有類似案例。

圖 | Carbon公司四輪累計融資2.22億美元

圖 | 「桌面金屬」公司五輪累計融資約2.12億美元

鑒於麻省理工科技評論「全球最聰明的 50 家公司」榜單評選的核心標準是：「高精尖科技創新」與「能夠保證公司的利益最大化的商業模式」的完美結合，Carbon 和「桌面金屬」公司的入選除了技術的創新性之外，它們的商業模式又有何「聰明」之處？3D 列印市場是否會因為攪局者的進入而再度火爆？「創新者的窘境」會不會在現有的兩家 3D 列印巨頭 3D Systems 和 Stratasy 身上再次應驗，被後來者革了自己的命？

正如榜單中的描述，Carbon 公司憑藉其「連續液面製造技術」（Continuous Liquid Interface Production, CLIP），極大拓展了 3D 列印材料的選擇範圍，同時把目前最先進的聚合物 3D 列印速度提高了 25-100 倍。而 CLIP 技術也被作為封面文章，被刊登在了 2015 年 3 月 20 日出版的《科學》雜誌上。

圖 | CLIP技術的論文被作為封面文章，被刊登在了2015年3月20日出版的《科學》雜誌上

而有限的材料、緩慢的製造過程正是阻礙 3D 列印技術大規模進入市場的關鍵因素。所以，當 Carbon 公司的聯合創始人兼首席執行官 Joseph DeSimone 教授在 2015 年的 TED 大會上發布其 CLIP 原型機時，引起了業界極大的震動。

不同於傳統的分層列印方法，CLIP 技術是在液態光敏聚合物漿池中連續「生長」出產品，然後通過紫外線照射進行固化。這種連續不間斷的列印過程避免了分層列印中的停頓時間，是 CLIP 技術能實現高速列印的關鍵因素。

圖 | CLIP技術原理圖

Carbon 也因此進入了公司發展的快車道，不久後接受了來自谷歌、通用電氣、 Autodesk 等總計 2.21 億美元的投資。並於 2016 年密集發布了 M1、M2 型 3D 印表機，以及 SppedCell 3D 列印平台。

隨後，包括福特、強生、寶馬、UPS、阿迪達斯在內的各大公司紛紛與 Carbon 建立合作關係。其中，阿迪達斯更是將 Carbon 公司的 3D 列印技術直接投入了大規模生產，並將在今年 12 月上市5000雙首款3D列印運動鞋「FutureCraft 4D」。

圖 | Carbon公司的M系列3D印表機

Carbon 公司採用的設備租賃模式或許是其商業模式的「聰明」之處。以 M1 型 3D 印表機為例，其每年的租金為 4 萬美元，軟體升級維護、液態光敏聚合物加註再收取額外費用。

這種商業模式有兩個明顯優勢：一是客戶不需要一次性支出動輒幾十上百萬美元的費用來購買設備，而且可以將成本平均分攤到每次製造的產品中；二是客戶通過租賃形式能保證所使用的設備都是最新的，而不用擔心自己的技術被迅速淘汰。

但 Carbon 公司首席執行官 Joseph DeSimone 教授表示，目前的這種租賃模式其實並不掙錢，只是意圖通過降低客戶成本來推廣產品和技術。他希望建立一種類似於蘋果App Store的模式，讓客戶可隨意選擇自己所需要的材料及製造工藝。比如這次 Carbon 與阿迪達斯的合作中，後者就選擇了一種輕質彈性蜂窩材料來製造運動鞋中底（如下圖）。

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與 Carbon 公司不同，單從「桌面金屬」這個名字上看，就能知道這家公司專攻金屬材料 3D 列印。

更令人關注的是，這家公司的創始人中包括 4 名赫赫有名的麻省理工學院教授。其中，麻省理工學院材料科學系系主任 Christopher Schu 教授和 Emanuel Sachs 教授都是該領域中的領軍人物，此外還包括麻省理工學院材料科學系科學家蔣業明（Yet Ming-Chiang）教授，和機械工程學院副教授 A. John Hart。

圖 | 「桌面金屬」公司聯合創始團隊（前排左起：Ric Fulop、A. John Hart、Jonah Myerberg; 後排左起：Yet Ming-Chiang、Chris Schuh,、Ely Sachs、Rick Chin）

實際上，為了提升金屬 3D 列印的速度，以便將該技術用於製造金屬零件，「桌面金屬」公司使用了一種可追溯到 20 世紀 80 年代後期的技術。Emanuel Sachs教授早在 1989 年就提交了一份有關 3D 列印技術的專利申請。

在這份專利文件中，描述了如何鋪上薄薄一層金屬粉末，然後使用噴墨印刷工藝來沉積這些金屬。在此過程中，需要有選擇性地將金屬粉末結合在一起。這一過程重複成百上千次之後，人們可以打造幾何上幾乎無限複雜的金屬部件。不過這在當時，還屬於「異想天開」的範疇。

圖 | 一個正在燒結爐內進行燒結處理的液壓岐管。燒結爐內的溫度高達1400℃。這樣的部件結構過於複雜，是難以通過傳統方法實現的。

如今，「桌面金屬」公司的幾項重大技術創新終於使得這項 30 年前的專利能夠用於實際的批量生產，其中就包括開發出使用沉積粘合劑的超高速噴墨列印技術。相比於同樣用於製作金屬零件的激光 3D 列印技術，這項技術的加工速度提升了將近 100 倍。

圖 | 這是剛剛列印好的鋼製推進器。在推進器葉片與金屬支架之間，是一條纖細的陶瓷線。在燒結過程中，這條線會變成砂礫，使得最終的產品能夠輕易地與支架分離

今年四月，「桌面金屬」公司發布了兩套全新的 3D 列印系統，在業界引起強烈反響。名為 DM Studio System 的系統包括一台金屬3D印表機和一個燒結爐，售價 12 萬美元，並將於今年 9 月開始交付用戶。該平台使用了「桌面金屬」公司稱為「結合金屬沉積」（BMD）的技術。而另一套名為 DM Production System 的系統售價則高達 42 萬美元，將於明年交付客戶，所使用的技術為「單通道噴射」（SPJ）。

從商業模式上看，「桌面金屬」公司同樣借鑒了 Carbon 公司的做法，除了直接購買設備，用戶也可以通過租賃形式來使用。

圖 | DM Studio System（左），DM Production System（右）

那麼，面對來勢洶洶的攪局者，3D 列印市場兩大巨頭 3D Systems 和 Stratasys 將如何應對？

Carbon 公司對 3D Systems 和 Stratasys 造成的威脅是非常直接的。其中， Stratasys 只製造聚合物 3D 印表機，並與 3D Systems 一起瓜分了大部分市場份額。

然而針對 Carbon 的挑戰，3D Systems 立即作出反應，於今年三月推出了高速 3D 列印平台 Figure 4。這套設備使用了「光固化立體成型」技術（SLA），通過特殊光線照射，使液態樹脂固化成型。從原理上看，與 Carbon 的「連續液面製造技術」（CLIP）非常相似。但 3D Systems 表示，他們的平台要比傳統 SLA 技術快 50倍，而且可用材料的範圍也得到很大拓展。反觀另一 3D 列印巨頭 Stratasys 動作略顯遲緩，還未發布任何超高速 3D 列印技術。

圖 | 3D Systems的Figure 4高速列印平台

再來看「桌面金屬」公司，其快速崛起對 3D Systems 的激光金屬 3D 印表機也構成了威脅。儘管金屬 3D 列印業務只佔 3D Systems 整體業務的約 10%，但誰都無法預計當通用、寶馬、波音、福特等製造業領軍企業開始關注3D列印市場時，金屬列印的市場份額不會水漲船高。

「桌面金屬」公司和 Stratasys 的關係則比較微妙，因為作為「桌面金屬」公司的早期投資者，Stratasys 選擇了與「桌面金屬」公司加強合作，甚至作為其全新金屬 3D 列印系統的分銷渠道。而且雙方已明確表示，將加強在技術方面的合作。

Stratasys 曾於 2013 年以 4 億美元收購 3D 列印明星公司 MakerBot，而且近期剛剛投資了知名英國金屬粉末材料製造商 LPW Technology。針對 Stratasys 的積極布局，外界也在猜測 Stratasys 是否會最終收購「桌面金屬」公司，來直接補全自己的 3D 列印產品線。

圖 | Stratasys曾於2013年以4億美元收購3D列印明星公司MakerBot

但不管各大 3D 列印市場玩家們選擇對抗還是合作，大量來自諸如谷歌等新興科技巨頭，或是通用電氣這類傳統製造業領軍企業的資本注入，已經能看出 3D 列印市場在經歷了很長時間的低迷（或者說技術積累）後，開始為下一輪爆發累積勢能。

一如深度學習之於人工智慧，CRISPR 之於生物醫療，隨著諸如「連續液面製造」、「超高速金屬粉末噴射」等技術突破，關於 3D 列印「上上個世紀的思想、上個世紀的技術、這個世紀的市場」這句描述，或許真的會在我們這個時代應驗了。

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