惠普用3D打印押注未来: 全数字化生产

2018年是惠普巴塞罗那厂区成立三十周年, 对于这家拥有个人电脑, IT基础设施, 打印机等庞大业务的企业而言, 巴塞罗那分部长期充当的其打印业务的神经中枢与服务支持中心. ' 巴塞罗那在全球范围内承担大面积成像, 印刷以及图形艺术企业解决方案的责任. 在欧洲, 我们还提供一部分支持职能, 包括财务运营等方面. '一名惠普巴塞罗那分部前员工告诉界面记者.

现在, 或许厂区入口那张关于Latex打印机的巨幅海报更能说明惠普对该处未来的野心—— '打印世界' .

实现 '打印世界' 构想的答案, 是3D打印. 对此惠普态度鲜明: 3D打印将是继蒸汽, 电力和信息技术后, 第四次工业革命的主要推动力之一.

5月下旬, 惠普在巴塞罗那举办了一场创新峰会, 与会嘉宾既有行业分析师, 也有各大科技媒体的记者. 不出意外, 3D打印话题是重中之重.

3D打印又称为增材制造, 通过计算机构建数字模型文件, 然后利用塑料或者金属等可以粘合的材料, 通过类似 '打印' 的方式构造实际物体. 一段时间里, 3D打印是火爆一时的技术方向, 成为 '风口' .

不过, 在大批量生产的商品上, 对3D打印持怀疑态度的人仍占主导. 他们说3D打印机太慢, 成本太高, 打印一个复杂的物品可能要花两天的时间.

这正是惠普努力解决的方向, 2016年, 惠普发布了使用塑料材料的商用3D打印机HPJet Fusion 3D 3200和HP Jet Fusion 3D 4200, 同时推出新的打印解决方案, 并于2017年推向中国. 在2018年末, 该公司还将在推出使用金属材料的3D打印技术. 该公司的最新动作是, 6月16日, 部署了10台惠普3D打印机的工业级3D打印批量化定制中心落地广东佛山.

HP Jet Fusion 3D 4200

但实际上, 因为材料, 技术, 成本等阻碍, 3D打印产业尚未大规模爆发. 不过这并不能影响惠普的策略, 舆论之外, 行业应用与增长趋势已经逐渐清晰. 咨询机构IDC曾预测, 从2016年到2020年, 全球3D打印市场的年复合增长率为24.1%.

这意味着, 到2020年, 3D打印市场的收入将突破354亿美元. 来自惠普的分析数据也显示, 包括硬件, 软件及服务等业务领域在内, 全球3D打印市场正以每年30%的速度增长. 其预计, 2020年以后, 3D打印机能为制造业提供大规模服务.

'惠普有三类核心业务, 第一包括PC, 主流的打印机等, 这些是我们的主流生意;第二是增长性业务, 比如前一段推出的A3数码智能复合机的业务;第三是我们未来的业务, 惠普定位是未来五到十年的增长空间, 3D打印是未来业务非常重要的组成部分. ' 惠普公司3D打印部门总裁Stephen Nigro如此解释3D打印在公司中的战略地位, 如此来看, 重注3D打印业务的原因, 在于惠普对未来的判断.

宏观来说, 城市在扩张, 人口在增长, 人类的寿命延长, 产品需求不断增加. 这意味着制造业需要更有效的生产手段, 应对2030年全球86亿人的生产需求. 更紧迫点来看, 3D打印关乎争夺下一个制造业制高点的争夺, 即 '全数字化生产' .

'通过前端数字化设计, 再进行数字化打印生产——你可以实现按需生产. 这将显著降低资源浪费和库存, 速度也将显著提升, 这就是3D打印将带来的最大的几处改变. 为了实现全数字化生产, 我们就必须和设计方紧密合作, 设计出具体的应用. ' 惠普CTO Shane Wall告诉界面记者, 在他看来, 汽车, 航空航天与体育医疗是目前理想的3D打印应用方向.

比如制鞋业, 通常而言, 鞋的形状固定, 又是由大量不同的材料制成, 这些材料本身又要采用不同的特殊设备来生产. 而3D打印介入制鞋流程后, 产生的变化是, 当通过激光扫描, 传感器以及行动测试获得顾客数据后, 就可以设计出适合该顾客左, 右脚的个性化鞋中底. 最终设计文件传送至3D打印机, 制作鞋底. 大约数小时后, 一双为一个人量 '脚' 定制的新鞋就诞生了.

惠普认为, 整个价值12万亿美元的全球的制造业都在从上到下进行着数字化转型, 而他们转向3D打印就是行业的一个缩影, 并追逐其中的商业机会. 至于如何与其他3D打印机区别化, Shane Wall表示, 惠普目前主要关注的是工业生产领域的3D打印, '我们非常专注于制造领域. ' 而在消费级3D打印领域, 惠普更多扮演幕后角色.

所幸, 基于既有的打印机业务, 让这家IT底色浓厚的公司没有在一场关于未来制造业的竞争中落后. 对惠普而言, 传统2D打印与3D打印亦非割裂, 惠普在3D打印的探索并非从头开始. '传统打印让我们在3D打印中占据了巨大的优势. 我们打印业务的技术是基于喷墨技术进行的改进和研发, 包括惠普独有的页宽技术(一种实现更快打印速度的技术). ' Shane Wall说, '我们在3D打印机Multi-Jet上使用了一模一样的页宽打印头, 这意味着我们在传统打印和喷墨技术领域的6000多个专利全部适用于3D打印领域. '

2014年, 惠普宣布研发成功多射流熔融技术(Multi-Jet Fusion, MJF), 是其商用3D打印解决方案的核心技术. 新技术脱胎于惠普平面打印的热喷墨技术, 采用了一个类似2D打印机上的打印横杆, 横杆带有3万个喷嘴, 在打印平台上来回移动每秒喷洒3.4亿滴热塑料或者其他粉末材料, 并通过上层能量使得材料与粘合剂融合, 最终成型. 与其他3D打印工艺(如FDM, 激光烧结)相比, 相同时间内, 生产的齿轮个数分别为FDM 30个, 激光烧结70个, MJF为1000个.

惠普称, 多射流熔融技术打印物理零部件的速度比当前的3D打印系统快10倍, 而成本只有后者的一半. 打印的最小精度是一种直径仅为50微米的3D度量单位, 相当于一根头发的宽度. 但是受限于打印材料, 目前它能够兼容大部分的热塑塑料, 包括尼龙, PA11, PA12等.

很明显, 数字化制造和3D打印, 这其实是两个传统行业——IT和制造业——的交叉领域, 没有哪个公司正好同时涉足这两个行业, 有些公司偏向制造业却缺乏IT方面的经验, 也有些公司偏向IT但没有制造工业的经验.

那么, 作为 'IT公司' 的惠普, 在介入材料, 用途完全不同的3D打印时, 如何适应新的变化?

像2D打印一般试图包揽一切并不现实. '3D打印技术的优势在于我们可以从零开始, 重新定义商业模式, 因此我们可以去探索哪些方面可以盈利, 哪些无法盈利. 从初期开始我们就决定了材料不会成为我们的利益增长点, 因为我们希望尽可能降低材料成本, 并且拓宽材料的选择. ' 惠普公司Multi-Jet Fusion 3D打印解决方案副总裁兼总经理Ramon Pastor表示.

对此他们的答案是建立一个开放材料平台, 关于平台的运营模式, Ramon Pastor提到, 可以将该平台想象成一个苹果商店, 客户可以在苹果商店里选择不同的材料, 不同的品牌. 惠普则处于中立方, 不干涉定价. '如果没有这个开放平台, 所有材料都由惠普去研发, 提供, 那就会发生两件事. 材料成本会高很多, 而且最终在创新材料的探索上会遇到瓶颈. '

目前, 已经有巴斯夫(BASF), 汉高(Henkel), 赢创(Evonik), 阿科玛(Arkema), 莱曼沃斯(Lehmann & Voss)以及中国石油化工集团加入了开放材料平台.

除开材料, 惠普同时期望构建一个良好的端到端生态系统, 该公司目前已经与SAP, 西门子, 欧特克(Autodesk)等等企业建立合作, 涵盖企业管理解决方案, 三维建模, 制造等环节.

在处于制造业升级, 3D打印逐渐受到青睐的中国, 惠普正加大投入. 此前在将Jet Fusion 3D 系列打印机引入中国时, 惠普公布了在大中华地区建立营销网络的计划.

包括先临三维, 上海震旦等国内公司成为其合作伙伴, 这些涉足国内3D打印市场多年的企业, 在北京, 成都和广州等地, 部署与惠普合作推出的3D打印解决方案. 此外, 惠普也将在北京, 杭州等6个城市设立3D打印展示和体验中心.

对于新落地广东佛山的3D打印中心, 该中心由广东兰湾智能负责运营, 目前已部署了10台惠普3D打印系统, 可为当地汽车, 消费品等行业提供服务.

对于公司未来的战略重点, 惠普中国总裁庄正松态度明确, 在一次媒体活动中, 他认为惠普做的3D打印, 要能够取代传统的制造, 而不是停留在 '做松饼' 上. '惠普把它定义为未来的生意, 也就是说惠普并不着急追求生意的体量. 我们在等待, 创造3D产业的生态系统的完整, 然后在这里面继续去贡献. '

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