消费3D打印

2016-11-21 18:29华薇薇
第一财经 2016年41期
关键词:光固化桌面打印机

华薇薇

对于Righthand Robotics负责人Sarah Mendelowitz来说,发货并不意味着产品完工。这家位于美国马塞诸瑟州的硬件公司有一个不到10个人的制造实验室,他们为电商公司生产自动拣货的机械手臂ReFlex Hand。Righthand Robotics的制造实验室设在两栋外表普通的两层红砖办公楼里,距离为制造实验室提供产品工业设计的CLEAR design lab的办公地点不过几个街区,但两个团队的工作人员很少碰面,大部分时候他们通过将文件上传到各自的3D打印设备上来沟通。

实验室的工作人员通常一边注视着3D打印机触屏器上显示出来的模具设计图形,一边对着视频电话描述正在发生的改变,如果一切顺利,下班之前或是隔天一大早,这些打印机可以将一盘盘有黏性的树脂转化为黑色的手指原型。

让生产顺利运行的,正是摆放在办公桌上的三四台Form 2橙色外壳光固化技术(SLA)桌面3D打印机。Mendelowitz愿意将这种生产方式描述为“敏捷制造”—在生产过程中,他们可以快速设计一个零部件,并且在数小时内在办公桌上就拿到成型的模具,接下来团队成员开始讨论和评估。“这比模具外包更节省时间和成本,事实上我们每一批次只生产20个零部件,这样可以不断修正想法,当下一批20个零部件出来的时候,设计总是有些改变。”Mendelowitz说。

ReFlex Hand的生产过程似乎展示了一种趋势,3D打印最终会在消费领域得到推广—不一定是个人购买,而是中小企业或是专业设计师们开始把3D打印应用于生产制造。

在市场规模为40亿美元的3D打印行业,成立于2011年的波士顿公司Formlabs推出了售价为3500美元的平价版SLA光固化桌面3D打印机,希望让更多中小型专业团队打印出专业级别的3D打印品,以此实现更为精细化的制造升级。

Formlabs为此开发了一套全新的软件和硬件,并配备了6种不同软硬密度的树脂材料,镭射喷头向糖浆似的树脂放射405纳米的蓝光激光,将其硬化成固体材料。和FDM技术打印精度在0.1毫米的桌面打印机相比,Form 2光固化打印机的精度在0.025毫米—这差不多是一根头发厚度的1/4。

过去3年中,3D打印被冠以“颠覆性技术革命”的名号。但3D打印机的消费者市场仍处在初级阶段,从业者需要面对一个事实:打印耗材昂贵,而且也没有什么消费类大众3D打印产品来帮助增加使用需求。

Righthand Robotics的制造实验室团队是Formlabs全球客户的一个缩影—并没有很多资金,又想实现充满创意想法的产品开发。Formlabs的用户集中在为大型企业服务的设计师、工程师、创作家,还有需要精细制造的牙科、珠宝设计和医学行业的中小型企业。这种用户结构符合创始人Max Lobovsky最初的设想—让光固化3D技术进入更为广阔的专业领域。

Formlabs希望让这些专业的设计师和工程师能够更快速地将他们的想法通过实物体现出来。为此,Formlabs开发了一套设计软件,可以将3D打印软件CAD中的文件接通导入,使得整个流程从设计到打印变得更加简单。

在Lobovsky看来,3D打印行业仍然在成长,但人们并没有推广“3D打印产品”。通常来说,尺寸较小而且外形独特的物体都是可行的3D打印案例,这个行业遵循“高尔夫定律”:3D打印的主要对象是所有可以放进高尔夫球的物体,比如助听器和外科金属植入物,一旦开发出来的材料获准应用于某一行业,所有和这类应用相似的东西都会成为3D打印的涉猎对象。

“过去几年的市场动向,似乎有一个错误的想法是认为消费者会愿意买一台3D打印机放在家里,这个设想或许未来某一天会发生,但是我们认为目前最大的机会仍然在专业和生产消费者领域。”Lobovsky对《第一财经周刊》说。

在Formlabs身上,市场呈现了不同的增长结果。该公司给出的数据显示,其年收入增长率已经连续3年超过100%,今年的每一个月出货量都超过1000台,已销售到全球40多个国家和地区。截至目前,Formlabs拿到了总计5800万美元的融资,投资方包括Autodesk、DFJ Growth等公司和投资机构。

创造一台操作简易的SLA光固化桌面3D打印机,最初来自Lobovsky读大学时的一个想法。2007年,Lobovsky还在康奈尔大学读应用工程本科,同时也在开源3D桌面打印机项目Fab@Home短暂任职。他在实验室里接触到了不同类型的教学用途3D打印机,但它们体积庞大、操作复杂,并且价格高达数十万美元,Lobovsky由此想到,能不能将它们缩小为更方便的桌面3D打印机。

作为一名在校大学生,Lobovsky意识到当时自己还没有能力将这一想法变成一款产品。从康奈尔大学毕业之后,他申请去了MIT麻省理工学院著名的Media Lab做研究。由于一直对3D打印技术感兴趣,Lobovsky把课余时间都花在了一个叫做Fablab的项目上。这是由MIT教授Neil Gershenfeld在2001年发起的快速建立原型平台,Lobovsky觉得更像是一个硬件爱好者的社区中心—用户通过Fablab提供的硬件设备、开源代码软件和电子工具生产出他们想象中的设计和产品。

在这一年,Lobovsky已经接触到之后成立Formlabs的两大核心因素:技术和团队。他开始体会到硬件孵化的乐趣,熟悉了不同的零部件,从数控铣床、激光切割,到水流切割机。之后他又选修了Gershenfeld教授的课程“如何创造任何东西”,并结识了后来加入Formlabs的另外两位合伙人David Cranor和Natan Linder。

2011年春天临近毕业时,Lobovsky重燃了开发一款桌面级3D打印机的想法。在他看来,这里存在一个空白消费市场—2010年,全球大约有3万台工业级专业3D打印机,但是使用3D打印软件CAD的用户至少有1000万人,根据咨询公司Wohlers Associates的预计,到2020年,3D打印以及配套软件的市场规模将超过200亿美元。

这一时期的3D打印行业,基于FDM技术的3D打印公司正以惊人的速度抢夺大众消费者,但从Formlabs成立初期,Lobovsky便将产品的人群定位于专业人士和创客爱好者上。

到了2011年3月,Lobovsky向他的表哥借了数千美元作为启动资金,不久后他和成为了室友的Cranor在地下室组装出了一台原型机。毕业之前,他们参加了学校内部的商业创业比赛MIT 100K,吸引了一些零散的早期风险投资人关注。

事实上,在这一时期,Lobovsky很难说清这些投资人是真的对此感兴趣,还是顺应了一种投资热度—不管从融资金额还是创业公司数量来看,2012年到2013年,3D打印行业都处于狂热阶段。他们向这些投资人解释SLA光固化技术的优势,以及为何未来会大有前景,“但大多数情况,他们的态度都是‘谢谢你们向我展示这个项目。”Lobovsky回忆说。

一直到5月下旬,Lobovsky约了一名投资人在波士顿市区一家叫做Legal Seafood的餐馆见面。那次会谈依旧平淡无奇,但他回到家后,一位朋友向他转发了一条推文,上面写着“我在Legal Seafood的露台上,正在偷听旁边两位年轻人的3D打印项目”。推文的原始信息来自LOTUS开源软件创始人Mitch Kapor,他曾是风险投资公司Accel的合伙人,也参与过Uber的天使投资。

“我当时激动坏了,立刻向他的私信发了一个邀请:‘你说的人正是我。你听到任何感兴趣的信息吗?我想我们可以见面谈一谈。”Lobovsky回忆道。Mitch Kapor确认投资后,依靠他的个人影响力,Formlabs很快拿到了一笔180万美元的种子轮融资,这份名单上包括了Google前CEO埃里克·施密特和MIT Media Lab负责人Joi Ito,后者也是Twitter和Flickr的天使投资人。

“在2012年,我们认为3D打印机的真正使用量不太会是大众消费市场,比如手机壳,消费者一个月能打印几次?”Formlabs的早期投资方Neoteny Labs的合伙人陈亮宏对《第一财经周刊》说。

正如投资人对此的担忧一样,Lobovsky同样认为,要将想法商业化,需要迅速找出与之相对应的用户反馈。2012年9月,仅有8个人的Formlabs团队决定在美国众筹平台Kickstarter发起项目众筹活动。他们设定的目标是100万美元,最低配原型机Form 1的价格为2299美元,其余产品的价格分布在2699美元到1万美元之间。上线24小时之后,Formlabs的众筹资金很快就达到了50万美元,这远远超出了团队的预期。

到最后一天,Formlabs刷新了Kickstarter当时的最高众筹金额,筹得了290万美元和上万名支持者,比之前大热的虚拟现实设备Oculus VR还多50万美元。接踵而来的媒体报道让这个项目受到了更多关注。在此之前Formlabs已经成立了一年半的时间,直到那时,Lobovsky才认为Form 1有了商业化的可能。

对于Formlabs团队而言,接下来的考验在于,早期的原型产品能否真的商业化。Lobovsky形容2013年是Formlabs成立之后最艰难的一段时期,他们花了一年时间从全球各地的供应商手里找了150种左右的零部件,但是真正的难题在于怎样重新设计一款全新的产品—将高度为1至2米的工业级机器,降低为高60厘米的桌面级消费产品,除了镭射系统和检流计系统这些核心部件需要重新设计之外,约150种零部件在任何一个部分出错,项目都将失败。

在这期间,3位创始人的心情无数次如过山车般起伏。有一次,团队发现台湾供应商提供的感应器出现了问题,他们派了一支8人工程师团队驻扎在加利福利亚组装工厂内,夜以继日地工作了数个通宵。“那时候我们来不及庆祝一个问题的解决,就得马上投入到另一个问题中。那一年非常难熬,好像任何一个问题的发生都可能让团队瓦解掉。”Lobovsky回忆道。

Formlabs最终在2013年3月从工厂寄出了1000多台Form 1成品,但在正式销售之后,他们很快遭遇了一场诉讼官司。2012年11月,3D打印公司3D System指控Formlabs在Form 1产品使用了立体光刻(Stereolithography)技术,声称该公司早在1997年就已经注册了此项技术,要求Formlabs停止销售Form 1产品。

尽管这场官司以3D System撤诉告终,但硬件公司之间的专利之战可以看做是制约对手扩张的一种方式,这让Lobovsky意识到公司需要快速成长,需要更多的付费用户。他要求新一代的Form 1+要将人工操作控制在几个按键之内,此外Formlabs还对一些功能加以改进,例如在软件系统中添加了更多傻瓜式操作,类似对自动补给材料和自动恒温的设置。

这些细致周到的设计得到了极客和专业设计者的好评,Form 1+在专业3D打印评论社区3D Hubs上获得了2200名用户给出的相对于同类产品的最高分。事实上,Formlabs在桌面SLA 3D打印领域的成功,也让更多的初创公司进入这一行业。对于先行者Formlabs而言,它需要挖掘更多的商用领域以及增长空间。

2013年10月,Formlabs获得了1900万美元的A轮融资,公司规模不断扩张,工程师团队从7人扩充到40人,同时在柏林设立了分部,并且在短短两年时间将销售网络铺设到40多个国家。

为了避免消费级3D打印行业的销售泡沫,除了专业级3D打印渠道商之外,Formlabs在欧洲市场还采用了直销方式。从Lobovsky的角度来看,以大众消费者为客户的3D打印公司以Home Depot或是山姆会员店为主要销售渠道,一旦他们高估了消费者的购买需求,而工厂的产能还在继续扩大,留在销售渠道的库存就会成为问题。

去年年底,Formlabs正式进入中国市场,Lobovsky预估中国市场的销售额可以占到公司总收入的10%。Formlabs的早期投资人James Chan现在负责中国市场团队的组建,为了发现更多行业的消费需求,在这里他们没有采用直销模式,而是选择与代理商合作。

Chan对中国市场的零售定价感到困惑:中国市场的零售商往往将终端价格抬升至两倍以上。过了一段时间,Chan发现数量众多的FDM平价打印产品同样出现了涨价的情况,“我们的定位是平价SLA桌面3D打印机,但在这里,售价近5万元人民币。”Chan说。

无论如何,Formlabs都需要铺设一张全球性的销售网络,以找到更多的付费用户。当然,扩展到更多的行业也是获得增长的好方式。“可以确定的是,Formlabs在未来不只提供SLA光固化桌面打印机这一种产品。”Lobovsky表示。

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