1.4.1-国内外光固化3D打印科研状况-基于DLP技术的光固化3D打印设备研制

 

    光固化3D打印机打印速度慢、材料价格贵始终是被行业和客户诟病的问题，带来的直接结果便是制造效率低，时间成本高，很难用于批量生产。倘若3D打印机的速度能够显现指数级的加强，那样对3D打印行业和各应用行业是颠覆性的。

序号

厂商

国家

技术种类

网站

1

Carbon

美国

CLIP/DLS

https://www.carbon3d.com

2

EnvisionTEC

德国

DLP/cDLM

https://envisiontec.com

3

3D Systems

美国

SLA

https://www.3dsystems.com

4

Prodways

法国

DLP

https://www.prodways.com/en/

5

联泰科技

中国·上海

SLA/DLP

http://www.uniontech3d.cn

6

清峰时代

中国·北京

DLP/LEAP™

http://www.luxcreo.com/?3d-fab.net

7

中瑞科技

中国·苏州

SLA

http://www.zero-tek.com/cn/index.html

8

金达雷（UNIZ）

中国·北京

LCD

https://www.uniz.com/cn_zh/

9

上海普利生

中国·上海

LCD

http://www.prismlab.com

10

塑成科技

中国·北京

DLP

http://www.revolaboratories.com

11

大族激光

中国·深圳

SLM/DLP

https://www.hanslaser.com

12

魔方精细

中国·深圳

DLP

http://www.bmftec.cn/

14

广州黑格

中国·广州

DLP+

https://www.heygears.com/

厂商

Carbon

EnvisionTEC

B9Creations

3D Systems

Nexa3D

清峰时代

Uniz

上海普利生

机型

M2

Micro Plus cDLM

B9 Core 550

模块化Figure4 Production

NXE400

TnX系列

Slash Plus UDP

Rapid600

Z轴打印速度

500mm/h

80mm/h

25~100mmh

100mm/h

600mm/h

1200mm/h

1200mm/h

18~20mm/h

树脂生产速度

11600cc/h

15分钟可打印80颗牙齿临时冠

/

15分钟打印20~30个牙冠

/

镂空打印件达到20000cc/h

1500g/h

打印幅面

189*118*326mm

180*101*85mm

96*54*127mm

124.8*70.2*348mm

加工体积达16L，XY扫描LCD 4K

192*120*200mm

576*324*580mm

技术类型

CLIP/DLS-连续液面揭发

cDLM-连续数字光制造

DLP

设备人和自动化技术

LSPc-润滑油子层光固化技术

LEAP

UDP单向剥离技术

DLP/LCD

市场状况

租赁、需要多

在售

在售

在售

在售

未售

/

在售

Z轴速度排名

4

6

7

5

3

1

1

8

虽然全世界3D打印机厂商都在朝着这个方向突破，然则2015年，美国Carbon机构在光固化成型工艺上率先取得突破性发展，其开发出了连续液界面3D打印技术（CLIP），比传统的3D打印机的打印速度快25-100倍，在世界范围内导致巨大的关注并登录《science》杂志封面。运用这项技术，物体能够在几分钟之内打印完成，而再也不需要几个小时。

随后Carbon机构在资本市场受到极重的认可，2019年6月完成E轮融资2.6亿美金，估值则达到了24亿美元。

序号

融资时间

轮次

融资金额

1

2015.3

A+B

4100万美金

2

2015.4

A+B

1000万美金

3

2015.8

C

1亿美金

4

2016.9

C

8100万美金

5

2017.12

D

2亿美金

6

2019.6

E

2.6亿美金

美国的 Carbon3D 机构于 2015 年推出了基于 CLIP 技术的连续成型 3D 打印设备。这项技术刚推出的时候命名为CLIP（Countinuous Liquid Interface Production）连续液面生产，日前已然更名为DLS（Digital Light Synthesis）数字光处理技术。全部 3D 打印过程连续无停顿。这项技术的核心是“利用一层透氧膜，隔离光敏树脂液体和空气中的氧气，实现高速、连续的3D打印成型”。

2018年，Carbon与阿迪达斯合作，经过数字光合技术创造高性能鞋的规模化生产。之前，阿迪达斯制造单个鞋中底需要90分钟，而经过Carbon的DLS技术，则只需要20分钟上下。

    Carbon机构重点的客户包含：阿迪达斯、NASA、兰博基尼、福特汽车、路特斯跑车、Ramaco、Riddell、CIDEAS、Sculpteo、The Technology House、WestStar Precision等。

CLIP原理演示

德国EnvisionTEC是全世界范围内非常专业的一家光固化3D打印机厂商，创立于2002年，持有领先的商场DLP打印技术。当前供给40多款基于6种区别技术的打印机，用于按照数字设计文件打印实物。先进的3D打印机应用范围广泛，适用于医疗、专业和工业市场，可供给卓越的精度、表面光洁度、功能性和速度。EnvisionTEC的知识产权包含100多项待决和授权专利和70种专利材料。其亦推出了高速光固化3D打印机Micro Plus cDLM。

cDLM（Continuous Digital Light Manufacturing，意为连续数字光制造）是德国EnvisionTEC机构的专利3D打印技术，该技术非常适用于制品研发设计的快速验证，打印整盘模型可在15-30分钟内完成，非常适用于设计工作室、院校、珠宝门店以及关联珠宝行业需要在极短期内完成设计模型的环境下，打印品质不会由于速度快而丢失。

Micro Plus cDLM的3D打印速度为Z轴每英寸10~20分钟，其最大3D打印尺寸为45.4×28.5×75毫米。日前，EnvisionTEC已然覆盖全世界66个国家，营销3D打印机超过5000台，员工超过200人。EnvisionTEC有多款材料在中国拿到了CFDA认证，能够用于医疗行业。

EnvisionTEC 3D打印机

3D Systems是SLA光固化技术的发明人，全世界SLA的龙头机构，2016年， 3D Systems展示了其革命性的大规模高速树脂3D打印系统Figure 4。此系统融合了设备人和自动化技术，生产效率要远高于普通的树脂3D打印系统（速度快50倍），乃至能与传统的注塑工艺一较高下。

Figure 4的制造速度非常快！倘若按单个件的制造速度来计算，注塑的平均速度为6秒/个，而这套3D Systems的系统能够达到7秒/个，速度几乎能够与注塑相媲美。另一一个重要的特点是，这套系统同期制造的所有零件都是个性的，上面的螺纹都不同样，而不像模具只能制造完全相同的零件。

法国Prodways曾经是法国工业集团GroupeGorge旗下的子机构。2017年5月，Prodways经过IPO独立，在巴黎证交所上市。Prodways上市后收购了AvenAo集团旗下的工业设备供应商AvenAoIndustrie，以及医疗设备制造商Interson-Protac，经过一系列的整合，持续加强对产业链的掌控能力。

在2008年，基于3D打印机的应用上，他发明了移动数字光处理技术（MOVINGLight technology），并基于此推出了DLP系列3D打印机：L-series和V-series。

MOVINGLight技术，是一种数字化处理（DLP）技术路线。365nm的UV LED能够使更广范畴的高性能的树脂感光，能够固化SLA用环氧树脂（Epoxy）和DLP用丙烯酸酯树脂（Acrylates）以及各类混合材料。这种技术能够制造两大类材料：功能树脂和陶瓷。在陶瓷材料的应用上，Prodways专注于功能陶瓷材料（Technical Ceramic）的制备。

MovingLight技术

清锋时代（清锋科技）是国内比较早从事高速光固化3D打印技术开发的机构，亦是国内当前最受资本追捧的创业项目之一。2017年底得到来自北极光创投和元始资本千万级的天使投资，2018年7月清锋科技3D-FAB已完成数5000万元Pre-A轮融资，这轮融资由顺为资本领投，北极光创投、复星国际跟投。2019年，清锋时代得到新的投资。

在商场模式方面，极速3D打印经过赋能制鞋厂家，目的在2024年达成5000万双定制化鞋底的产能。同期，将整合一整套可标准化复制的生产服务体系，这套服务体系不仅能应用在制鞋行业，将来还将应用在医疗、家居、汽车等其他行业。

团队方面，大部分创始成员来自关联技术开发行业。日前员工规模70人，其中有60%负责技术开发，分布在北京、宁波、台北、美国硅谷等地。日前已申请53项专利，并斩获多项创新创业大奖。创始人姚志锋毕业于清华大学雕塑系，是3D打印技术的二次创业者，有近10年的技术探求和管理经验。

    

清锋时代的高速打印机技术被命名为：极速3D打印"LEAP™"技术（Light Enabled Additive Production Technology），极速3D打印“LEAP™”技术，相较传统3D打印技术而言，不需要层层叠加构成三维物件，是经过一种“生长”的方式快速成型。这一技术基于Bottom-up DLP，最高打印速度达到到120cm/h，且能适用多种区别材料，真正能够实现批量化定制生产。

UNIZ由李厚民创立于美国加州，2012年在北京设立机构，先后在深圳、广西投资建厂，并在荷兰创立子机构，业务覆盖中国、欧洲、美洲、大洋洲、东南亚等地区。（出口为主）

    2016年，自主开发的专业级超高速光固化3D打印机SLASH系列在众筹平台Kickstarter上线，得到57万美元预售订单。日前UNIZ有6款光固化3D打印机，均为LCD光源的设备。

UNIZ在CES 2019大会上，推出了其最新的，速度达到1200毫米/小时的高精度3D打印机系列 - SLASH 2和SLASH 2J。

    2015年，UNIZ得到数百万美元天使投资，天使投资人成从武一度做为联合创始人参与UNIZ的创立。2017年，UNIZ得到A轮融资4500 万人民币，由德联资本领投，高德地图创始人成从武，以及其他公司跟投。   

李厚民本科毕业于清华大学，在美国奥本大学攻读高分子专业博士。这里之前，他已然拿到美国南加州大学材料学硕士学位、奥本大学的电子与计算机学硕士学位，和高分子学硕士学位。

日前UNIZ设备可打印的材料体系包含：zDental Model沙黄树脂、zABS Amber树脂、zENG Amber树脂、zWax Purple、zSG Amber、zUDP ORANGE、zABS-GRAY、zABS-GREEN、zABS-IVORY、zABS-WHITE、zOrtho GRAY、zPMMA CLEAR、zUDP GRAY、zWAX AMBER

上海普利生的LCD光固化设备，在Z轴方向的打印速度并无Carbon等机构这么快，然则其设备X、Y轴的成型面积大，因此能够一次打印更加多的部件。普利生·锐打600具备超大面阵揭发：成型尺寸达到580*325*580mm，拥有强大的输出效率：每小时输出量超过1500g。

上海普利生以前是一家传统的制造企业，2013年机构起始利用自己在感光行业的技术优良和感光设备研发、生产的经验，成功研发了拥有原创性完全知识产权的Prismlab Rapid系列SMS工艺（LCD光源）的3D快速成型设备和配套光固化树脂，拥有成型速度快、精度高、尺寸大的特点，已具备批量生产的能力。

普利生的初期投资者是上海曼恒（VR行业的新三板挂牌机构），2018年11月，普利生得到数千万元战略投资，世界化工巨头德国BASF领投，世界500强企业沙特基本工业跟投。

    日前普利生将不少精力投入到齿科应用服务方面，亦便是3D打印隐形牙套的生产上。另一，普利生做为牵头单位承担了科技部《纳米结构增材制造工艺与装备》重点专项。该项目中央财政经费拨款1739万元，项目实施周期为3年。

塑成科技最早是一家光敏树脂材料开发生产的企业，2018年初得到北京金    科创投、齐河意谷等合投的600万元天使投资，2019年1月完成A轮两千万融资，投资方为某国资背景基金。

    塑成的创始人博尔金海伦读博士时期与Carbon的CEO是同一个导师，因此呢塑成亦在朝着Carbon的方向发展，2018年亦推出高速的光固化3D打印机，并在运动鞋方面与必迈体育合作试样。

数字光子制造技术 ( DIGITAL PHOTONIC MANUFACTURING ) 依靠的是塑成科技 Revo 开创性的双重固化制造工艺和可编程液态树脂。传统的光固化 3D 打印方式一般制造出来易碎易坏的制品。依靠咱们在材料中运用了热激活的可编程化学，克服了传统 3D 打印材料上的缺陷。这使得咱们能够 3D 打印出来工程级别机械性能的高精细度的制品。

光固化成型 + 热熟化定性 = 工程级别机械性能的高精细度的制品

光固化成型

Type E + 运用 Revo 研发的精细算法严控光固化反应进程。Type E + 将数字光图像不间断的投射至装有可编程树脂的料槽，与此同期，料槽上方的成型平台依据材料特性进行精细计算并输出稳定的提高速度指令，在这个过程中，料槽中被光子辐射的树脂由液体变为固体，实现 3D 打印三位一体的光固化成型。

热熟化定性

Type E + 运用 Revo 研发的热熟化定性技术激活成型制品内在的热化学反应。Type E + 按照材料特性计算加热温度与时间，利用 AI 编程精细催化成型制品内部分子的连续化学反应，实现性能优异且稳定的最后制品。

    

    2016年12月，上市机构大族激光（股票代码002008）发布信息叫作大族激光开发出国内首台能够从光敏树脂中快速生长出制品（连续液界面制造（CLIP）技术）的3D打印机。但在随后的始终没见到该设备的展出和报告。此项目亦基本搁置。

微纳米尺度3D打印是日前全世界最前沿的先进制造行业之一，其精度能达到细观、微观和纳观(即十亿分之一米)级别，这一特性就使微纳3D打印能批量复制微小结构，并制造出真正处在微观级别的器件，这些器件在细节和精度上效果更好。

摩方的微纳3D打印技术还被《麻省理工科技评论》列为2015年全世界10大颠    覆性技术突破第二名，亦是该行业公认的全世界4支前沿团队中独一的华人团队。跟随项目同期落户无锡的还有摩方机构近40人的开发团队，其中博士近20名魔方材料科技在无锡的分部——无锡魔方精细科技有限机构，18年在无锡落户不久后就和世界500强企业之一的美国强生展开了合作。

不仅如此，机构由于微纳尺度3D打印技术的日趋完善，还吸引了众多其他国内外知名企业、院校及研究公司的关注，并且广泛应用在众多超精细加工和先进制造行业。

    2015年毕业于北京大学，得到材料科学博士学位。博士时期重点科研重点从事低维半导体材料（石墨烯、碳纳米管等）、相变材料、锂电池材料、磁性材料及压电材料的科研。

发布SCI收录的研究论文9篇，合作文案若干，单篇引用过100文案3篇。2013-2014年以拜访学者的身份在韩国成均馆大学开展能源材料行业的科研。

    曾任深圳光启高等理工科研院组织发展总监。2018年加入摩方精细科技机构，任机构副总经理，从事微纳结构高精度3D打印器件的开发及应用推广工作。

阚敏博士

HeyGears Tech（黑格科技），是一家以3D打印应用和数字化智能制造技术为核心的科技创新驱动型机构。由来自于美国公立常春藤UIUC工程学院的团队创办。总部坐落于广州。

2016年首发高精度3D打印系统Ultracraft。2017年被美国权威商场杂志快机构评为最佳创新50强，系该榜单中独一一家3D打印机构。2018年首发Ultra-NET设备集群化管理系统和Ultra-HUB人工智能数据中心。

    UltraCraft、Ultra-NET和Ultra-HUB结合UltraPrint（高分子新材料）打通M-B-C，从“数字化生产”到“去规模化”零售的新型3D打印应用场景。从设计，智造到模式贯穿医疗、消费、电子等多个行业。

2018年，黑格智能完成3.25亿元融资，作为3D打印创业机构中的佼佼者。

    2019年TCT展会，搭载4K分辨率工业级光学引擎HeyGears Ultracraft A3工业级3D打印机与超大幅面工业级3D成型系统HeyGears Ultracraft M-OS（以下简叫作M-OS）全世界首发，联袂亮相2019 TCT亚洲展览会。

【总结】

在应用方向上，日前各家主推的行业为牙科医疗行业以及珠宝制造行业。按照 IDC 发布的数据，3D 行业 70%的营销额来自于工业设备的营销和应用，这亦是去年底全世界巨头 3D SYSTEM 宣布退出桌面 3D 打印行业的原由，按照惠普去年发布的信息，叫作她们亦将在将来将工业级的喷墨 3D 打印机推向市场，并不触及桌面级 3D 打印机的市场，由此看来工业 3D 打印机无论从技术需求和市场价值都要高于桌面设备，桌面 3D 打印龙头切入工业设备亦是情理之中的事了。

在普华永道的调研报告中表示，在美国市场中，31.4%的用户仅将 3D 打印技术应用于快速原型制造，其中 17.4%的用户仍在探索应该怎么样运用 3D 打印技术，而有 2.5%的用户已然起始运用 3D 打印技术制造有些运用传统技术没法制造出来的制品。有三分之二的制造企业已然应用了 3D 打印技术，大都数调研用户认为将来 3-5 年将会有 50%的制造业同行引入 3D 打印技术。从以上结果中不难晓得，3D 打印技术在将来的几年内会得到更加广泛的应用。

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