如何用更智能的增材制造生产更好的产品？

虽然3D打印已经取得了一定的进展，但仅靠它们还不足以推动有意义的变革。总部位于美国硅谷的3D打印公司Carbon开发了一种数字光合成（DLS）工艺，它将多功能打印机、先进软件和独特材料结合在一起，创造出性能更强、更美观的功能部件。

 

Carbon 公司 CEO Phil DeSimone

DLS工艺可帮助工程师和设计师开发出性能卓越的产品。Carbon公司为阿迪达斯、福特和 Becton Dickinson等公司提供原型设计、小批量生产和大规模生产服务。在本期内容，我们通过与公司CEO Phil DeSimone的对谈，了解他对公司设计和打印流程的看法。

 

问：请简要介绍一下Carbon公司？

答：我们是一家产品开发和制造技术公司，通过帮助企业制造更好的产品——甚至生产以前不可能生产的产品——并在更短的时间内将其推向市场，我们正在扩大产品的制造范围。公司通过围绕先进材料、软件、硬件和服务构建的“从创意到生产”平台来实现这一目标。我们将3D打印技术作为实体产品的数字门户，使我们能够以传统技术无法实现的方式解决棘手的问题。

这一点非常重要，因为传统的产品制造只能带来传统水平的效益。通过采用更智能的技术，我们使品牌能够设计、开发和制造优质产品，为我们所关注的行业和应用领域提供更出色的性能、舒适度和保护。

 

阿迪达斯的4DFWD采用公司的最新高性能树脂，优化了向前运动和更平滑的过渡，带来独特的跑步体验

 

问：目前公司主要在哪些行业开展业务，为哪些类型的客户提供服务？

答：我们的业务涉及许多不同领域，如汽车、工业、医疗技术、牙科和消费者/专业运动器材。以最后一个领域为例，我们已经在头盔和自行车鞍座等利基应用领域站稳了脚跟。这使我们与头盔领域的Riddell和CCM等品牌，以及包括Specialized、Selle Royal和Selle Italia在内的鞍座制造商建立了密切的合作关系，他们都已经意识到3D打印鞍座比采用传统工艺更好。

同样，我们还与许多鞋类品牌保持着密切的合作关系，例如几年前我们与阿迪达斯的合作，创造了世界上第一个3D打印各向异性网格中底。这一创新设计只需使用正常的垂直冲击压力即可推动您前进。我们对新兴的鞋类打印技术感到兴奋，它可以打印出几乎不需要组装的鞋品。公司非常看好这一市场，与之前所见的任何产品在外观和性能上都不一样的鞋子，这实在是太酷了。

 

问：在增材制造厂商林立的市场上，公司有什么与众不同之处？

答：自公司成立以来，我认为最重要的是发现了产品制造过程中存在的挑战和缺陷。即使我们拥有比竞争对手快得多的打印技术，这也只是成功将新产品推向市场的很小一部分。我们不会简单地向客户出售一台3D打印机，然后让他们自己去做。

相反，我们认识到，要让客户从我们的技术中获得最佳效益，他们需要了解如何针对流程进行设计，这也是我们的设计引擎网格软件的灵感来源。这使设计人员能够在产品设计中控制多个区域的性能特征，从而实现单一材料的大规模可调性。这意味着可以利用不同的晶格单元类型、单元尺寸或支柱直径，来创建精确调整的高性能产品。

其中一个例子就是我们与客户在热成型领域的合作，该领域的竞争相当激烈，除非你有软件工具来帮助降低成本，也就是加快打印速度。但要做到这一点，你需要一种设计得更快的树脂，同时还要有足够的强度来承受热成型压力，这也是不可能实现的，除非你有针对这些特定应用快速运行的硬件脚本。最终产品的实现，在一定程度上要归功于这三个方面的共同努力。

我们还致力于满足不同客户的需求。使用3D打印机的既有操作人员，又有设计师。这些用户在CAD中绘图并设计新产品，之后将这些文件发送到打印设备上。重要的是，这些用户关心的是他们要制造的产品的规格表，而不是他们使用的是什么打印设备。我希望用技术的能力来激励这些人，最好的方法就是向他们展示成品。由于其设计和制造方式，这些产品的性能比其他任何产品都要好。

在我们的行业中，人们往往过于关注速度和进料。对于只想制作产品的客户来说，这就像去餐馆吃饭，看到一堆配料，然后问你想做什么，而不是看到已完成的菜肴，然后向你解释它们的特别之处。阿迪达斯的4DFWD采用了公司最新的高性能树脂，优化了向前运动和更平滑的过渡，带来独特的跑步体验。

 

问：您认为中短期内哪些领域会发生变化？

答：我认为在未来十年内，我们将看到消费者层面个性化能力的不断增强。传统制造业的重点是把同样的东西生产一百万次，但我设想制造商会越来越多地利用像我们这样的技术，提供更多适合消费者个人需求的产品种类，而且不需要传统制造业的管理费用。

以自行车座垫为例，我们会看到越来越多的各种宽度座垫和骑行方式，每一种都能满足骑行者不同的需求。这不是制造不同的工具，而是反复调整和重新设计。同样的道理也可以用在汽车上，我们可能会看到设计不同的车型，以满足不同地区对美学、用途和品味的不同需求。

Carbon与Riddell合作密切，后者的足球头盔采用3D打印技术，高性能、冲击吸收

我们甚至可能会看到大型品牌的减少，以及为受众生产特定个性化产品的小公司的崛起。我认为这就是未来的发展趋势，更多地利用极其灵活的技术，使用不断发展的材料，将产品送到消费者手中，在他们需要的地方，在他们需要的时候，甚至在一个人的批量范围内。毕竟，最低订货量是困扰好创意的一个问题，而过度生产往往会对环境造成伤害。

 

问：人工智能和机器学习是行业的热门话题，您认为将这些技术整合到平台的机会是什么？

答：我认为人们主要想到的是生成式人工智能。这些技术有不同的类型，比如文本生成或图像和视频的扩散模型，或将文本转换为CAD，制作出可以打印的部件。

我们对机器学习工具采取了更实用的方法，并已将其用于许多牙科工艺和质量控制程序中，包括我们的构建包装和模拟实践。对于像晶格结构中使用的材料，我们可以模拟非线性力，然后将其推断到其他材料和其他晶格组合中，这样我们就能让客户很好地了解晶格的物理响应。我们将这项工作作为设计引擎的一部分，通过晶格搜索提供。

因此，在牙科领域，自动或人工智能辅助设计工作肯定会有一些有趣的发展，比如义齿基托或夜间防护装置的设计，或者这些工具可以自动完成的应用。对我来说，牙科领域的设计可能是这些人工智能工具的第一大受益者。如果我们看到人工智能继续推动自动化，我们将看到一些重要的应用得以实现，3D打印假牙就是其中之一。

 

问：可持续发展对公司的产品和材料开发路线图有何影响？

答：当今制造业最大的问题是生产过剩和大量浪费，这是由于许多传统技术所依赖的减法工艺造成的。如果企业只生产消费者需要的产品，不多也不少，这对地球来说将是一个巨大的胜利。

我们的一些材料中生物基含量高达40%。例如，弹性体可以磨碎并熔化，以回收利用制成模具。与我们合作的某些鞋类品牌和产量巨大的透明材质品牌在生产中底时也去除了异丙醇溶剂。纺丝后，我们回收多余的湿树脂，这与我们在热成型领域使用的工艺相同，目的是减少废物和有害化学品的数量。

 

问：在充分发挥增材制造的潜力方面，还有哪些问题没有解决？

答：我认为最大的障碍还在于如何让人们以不同的方式来看待生产周期和市场，因为传统上这两者都是围绕生产节奏而设计的。这种思维模式只会随着制造新模具的速度而改变。除非你对产品的销售有100%的信心，否则根本不会制造新模具。这有点像 “先有鸡还是先有蛋”的情况，但我们需要推动企业重新思考市场战略，重新考虑销售方式。

思维模式正在发生变化，但我们仍需确保更多的设计师和制造商了解从端到端（设计到生产）的多重优势，特别是通过一些不可思议的材料，他们可以利用这项技术。从公司的角度来看，我们始终需要对市场进行教育，因为我们一直在创新和突破新的界限，而不是停滞不前。

 

来源：荣格-《国际工业激光商情》

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