談起市場(chǎng)定位，這是每一家企業(yè)立足于市場(chǎng)首先要思考的。這其中包括如何聚焦。每家企業(yè)的資源都是有限的，要想獲得清晰的市場(chǎng)形象，聚焦是邁向成功的起點(diǎn)，聚焦是第一步要做的功課，通過(guò)聚焦成就競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，形成強(qiáng)大的品牌影響力，減少發(fā)展阻力，以點(diǎn)切入獲取獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

VELO3D的市場(chǎng)定位相當(dāng)清晰：設(shè)計(jì)自由，敏捷生產(chǎn)和質(zhì)量保證，這些是VELO3D通過(guò)技術(shù)打造的獨(dú)特的市場(chǎng)定位。本期，3D科學(xué)谷與谷友共同來(lái)領(lǐng)略，在質(zhì)量保證這個(gè)點(diǎn)上，VELO3D是如何確立其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，并探討國(guó)內(nèi)3D打印企業(yè)發(fā)展的破局思路。

要透視VELO3D的發(fā)展，我們不妨拿蘋(píng)果公司在其iPhone手機(jī)上的創(chuàng)新來(lái)理解。蘋(píng)果公司在推出iPhone手機(jī)之前，大家已經(jīng)習(xí)慣帶鍵盤(pán)的手機(jī)，似乎這是手機(jī)的標(biāo)配。然而，蘋(píng)果公司通過(guò)軟件的方式在觸摸屏上呈現(xiàn)了可以輸入文字的鍵盤(pán)，從而簡(jiǎn)化了手機(jī)的外觀，且實(shí)現(xiàn)了更友好的操作，從而開(kāi)啟了手機(jī)進(jìn)入智能化的新篇章。

軟件與軟件之間存在競(jìng)爭(zhēng)，硬件與硬件之間存在競(jìng)爭(zhēng)，這似乎是每個(gè)人都知道的。然而，我們似乎從來(lái)沒(méi)有意識(shí)到軟件的進(jìn)步可以部分替代硬件的配合這一發(fā)展趨勢(shì)。某種意義上，軟件可以實(shí)現(xiàn)跳躍硬件的束縛，釋放更大的自由度。

產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)

雖然3D打印-增材制造在批量生產(chǎn)方面的潛力巨大，然而現(xiàn)在的增長(zhǎng)在很大程度上取決于定量質(zhì)量測(cè)量和建立可靠的機(jī)器校準(zhǔn)方法。如果無(wú)法在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序中或大中型訂單充分理解和信任3D打印行為，那么即使增材制造的成本效益不斷提高，這一技術(shù)也難以獲得規(guī)?；瘧?yīng)用。

一邊是增材制造可以實(shí)現(xiàn)驚人的產(chǎn)品復(fù)雜性，并可以通過(guò)重塑設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品性能，這吸引著每一家致力于創(chuàng)新的企業(yè)投入其中；一邊是困擾著業(yè)界的質(zhì)量一致性問(wèn)題，如何確保第一個(gè)產(chǎn)品和第100個(gè)產(chǎn)品是相同的？

預(yù)構(gòu)建校準(zhǔn)

金屬增材制造的預(yù)構(gòu)建校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和方法正在不斷發(fā)展。NASA、ASTM、SAE、AWS和API等都在不斷完善其要求。不過(guò)設(shè)備從出廠安裝調(diào)試完到使用一段時(shí)間后，其硬件條件本身也隨著設(shè)備的使用發(fā)生了一定的變化。

在這方面，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）準(zhǔn)則MFSC-SPEC-3717（于2017年編寫(xiě)）指出：“校準(zhǔn)只有在連續(xù)維護(hù)時(shí)才有效，出于實(shí)用原因，在預(yù)構(gòu)建的基礎(chǔ)上確認(rèn)校準(zhǔn)是不可行的。校準(zhǔn)間隔（至少每90天）被設(shè)置為生產(chǎn)效率和過(guò)程保證之間的折衷?！辈贿^(guò)，從操作性角度來(lái)看，這一過(guò)程不僅所需時(shí)間長(zhǎng)，較多依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的觀察，VELO3D 通過(guò)軟件改變這一狀況，VELO3D 在其金屬3D打印系統(tǒng)中提供了預(yù)先構(gòu)建的校準(zhǔn)功能，可以簡(jiǎn)化并自動(dòng)進(jìn)行打印設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的原位校準(zhǔn)。VELO3D 的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在構(gòu)建之前測(cè)量各種指標(biāo)，包括光束穩(wěn)定性、激光對(duì)準(zhǔn)和聚焦等。增材制造的最終用戶(hù)只需按一下按鈕即可運(yùn)行光學(xué)校準(zhǔn)，而無(wú)需任何外部測(cè)量設(shè)備和復(fù)雜的人工手動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程。

3D打印的熱交換器。來(lái)源：VELO3D

同樣重要的是，這種自動(dòng)化過(guò)程可以捕獲大量使用手動(dòng)校準(zhǔn)方法無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)的校準(zhǔn)表，并確保已按照規(guī)格制造給定的組件，也可以隨著時(shí)間的推移進(jìn)行編譯，用于統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制程序和其他質(zhì)量管理系統(tǒng)。

加工中的質(zhì)量控制

制造商已努力將攝像機(jī)和傳感器放置在3D打印設(shè)備內(nèi)部，以深入了解制造室內(nèi)的實(shí)際情況，但是通常由用戶(hù)自己來(lái)確定每個(gè)特定參數(shù)的閾值和控制極限。

以往雖然我們獲取了很多數(shù)據(jù)，但是無(wú)法將這些數(shù)據(jù)建立為相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集。理解數(shù)據(jù)的相關(guān)性，這是邁向更深入地了解如何構(gòu)建高質(zhì)量，可重復(fù)構(gòu)建的第一步。

3D打印走向產(chǎn)業(yè)化的增材制造，必須取得更大的飛躍，并將數(shù)據(jù)科學(xué)與材料科學(xué)相結(jié)合，而不是依賴(lài)人類(lèi)自身的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)加工過(guò)程的理解，將用戶(hù)對(duì)制造過(guò)程的理解掩埋在數(shù)據(jù)中。

基于粉末床的金屬3D打印過(guò)程中，光學(xué)對(duì)于金屬粉末的微焊接工藝至關(guān)重要。現(xiàn)在，大多數(shù)工程師都熟悉每個(gè)層實(shí)際上都焊接在了下一層上。激光以極高的精度融化金屬，上層與下層必須完美對(duì)準(zhǔn)，并以正確的速度定向到正確的位置，以產(chǎn)生精確的厚度，從而形成高質(zhì)量零件所必需的冶金工藝。

粗糙的表面和孔隙率可能是由于不良的工藝設(shè)計(jì)設(shè)置而導(dǎo)致的，也可能是由于光學(xué)設(shè)置較差而導(dǎo)致的。VELO3D面向下一代的增材制造系統(tǒng)可以在預(yù)構(gòu)建階段自動(dòng)收集各種指標(biāo)，從光束穩(wěn)定性、激光對(duì)準(zhǔn)、聚焦、惰性氣體等。這樣就可以建立控制極限，以指導(dǎo)系統(tǒng)性創(chuàng)建零件的各個(gè)方面。

激光的功率、設(shè)備溫度、光束、惰性氣體的變化等都對(duì)質(zhì)量控制帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。然而，最新的質(zhì)量控制系統(tǒng)不僅包括熔池計(jì)量，而且還包括高度圖，該高度圖根據(jù)床的位置對(duì)進(jìn)行中的構(gòu)建的每一層進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)標(biāo)定和性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。所有這些數(shù)據(jù)都捕獲在全面的構(gòu)建報(bào)告中，以確保可追溯的質(zhì)量。

VELO 3D的Assure™質(zhì)量保證和控制系統(tǒng)具有直觀的圖表，使用戶(hù)能夠查看和解釋在構(gòu)建過(guò)程中收集的大量數(shù)據(jù)。根據(jù)VELO 3D，這些信息可幫助工程師驗(yàn)證構(gòu)建過(guò)程中每個(gè)步驟的質(zhì)量，并使其在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠快速做出決策。確?？梢詭椭鷾p少生產(chǎn)差異，提高產(chǎn)量并規(guī)避異常情況，以確保一致的增材制造結(jié)果。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，通過(guò)Assure系統(tǒng)監(jiān)視3D打印構(gòu)建過(guò)程的完整性，驗(yàn)證散裝物料密度，觀察正在進(jìn)行的打印過(guò)程并驗(yàn)證跨多個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行的系統(tǒng)校準(zhǔn)，Assure提供了產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)際上和國(guó)內(nèi)，不僅僅是VELO3D，不同的設(shè)備廠商均推出了自己的過(guò)程中質(zhì)量控制解決方案。雖然其質(zhì)量控制軟件的名稱(chēng)各有不同，然而在加工中的質(zhì)量管理方面，普遍采用的核心解決方案來(lái)自Sigma Labs。

Sigma Labs的核心實(shí)力在于感應(yīng)器硬件與數(shù)據(jù)和軟件的融合。

硬件方面，Sigma Labs傳感技術(shù)－Sensorpak，是一個(gè)由聲、光、熱傳感器、收集過(guò)程數(shù)據(jù)的全套系統(tǒng)。傳感器記錄的數(shù)據(jù)將建立過(guò)程文件，其中西格瑪實(shí)驗(yàn)室工程師通過(guò)在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)在冶金和焊接的研究經(jīng)驗(yàn)，能夠從大數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵的質(zhì)量記錄，并通過(guò)結(jié)果特征還原關(guān)鍵過(guò)程的物理特征。

軟件方面，根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，通過(guò)Sigma Labs的PrintRite3D ® INSPECT ™軟件，基于大量的生產(chǎn)大數(shù)據(jù)所形成的加工參數(shù)與產(chǎn)品性能之間的相關(guān)性，獲取符合生產(chǎn)要求的零件所對(duì)應(yīng)的加工參數(shù)作為“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”。除非與零件的機(jī)械和冶金特性數(shù)據(jù)具有相關(guān)性，否則該加工參數(shù)的值幾乎沒(méi)有任何意義。這意味著首先必須產(chǎn)生大量的測(cè)試樣本來(lái)生成這個(gè)屬性數(shù)據(jù)，并將屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到加工參數(shù)的“電子簽名數(shù)據(jù)”。從而在新的加工過(guò)程中將每一層的“電子簽名數(shù)據(jù)”與“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”相對(duì)比。

加工后的質(zhì)量檢測(cè)

零件的制造后檢查已成為當(dāng)務(wù)之急，例如通過(guò)染料滲透法測(cè)試、CT掃描或破壞性測(cè)試。盡管人們希望能夠?qū)崿F(xiàn)抽樣檢查，但是對(duì)于大多數(shù)當(dāng)前的增材制造設(shè)備來(lái)說(shuō)，全面檢查是很普遍的做法。

根據(jù)高端裝備發(fā)展研究中心，即使是X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT），雖然非常適合評(píng)估部件的深層內(nèi)部特征和屬性，但仍有其局限性，即不能檢測(cè)出垂直于x射線(xiàn)束的裂紋。然而NDE的方向是可行的，因?yàn)樗鼉?yōu)化了復(fù)雜增材制造部件的測(cè)試，并能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)由于其非入侵的方式，又具有潛在的成本效益與廣泛的適用性。

VELO3D在疫情期間完成了4000萬(wàn)美金的融資，作為一家來(lái)自美國(guó)西海岸的創(chuàng)業(yè)公司獲得總計(jì)1.5億美金（超過(guò)10億人民幣）的融資。此前，Velo3D成功地獲得了制造業(yè)中技術(shù)要求最高的合同之一，即向世界上最成功的私人火箭公司之一的SpaceX公司提供3D打印機(jī)。隨后，VELO3D宣布獲得其航空航天領(lǐng)域的一家客戶(hù)2000萬(wàn)美金（超過(guò)1.4億人民幣）的訂單。

VELO3D近日還推出了配備了8個(gè)1000W激光器的新設(shè)備Sapphire XC，φ600mm x 550mm，打印每個(gè)零件的成本可以降低75％，效率增加了500％。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，這是針對(duì)目前市場(chǎng)上主流的對(duì)600mm加工尺寸的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求所打造的一款設(shè)備。

在這方面，VELO3D是一家軟件驅(qū)動(dòng)硬件的企業(yè)。這也預(yù)示著在不久的未來(lái)，能夠存活在市場(chǎng)上的3D打印企業(yè)所需要的硬核實(shí)力中，軟件是其中重要的一塊。

下一步，每一家制造業(yè)的硬件企業(yè)，都將轉(zhuǎn)型為軟件企業(yè)，否則在軟件吞噬一切的未來(lái)世界，將寸步難行。

不僅僅是硬件廠商需要轉(zhuǎn)型，應(yīng)用端也需要更加成熟理性的用戶(hù)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，在國(guó)內(nèi)，所有的國(guó)際和國(guó)內(nèi)品牌都面臨著同樣殘酷的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，用戶(hù)在決策采購(gòu)3D打印設(shè)備的時(shí)候，往往忽略了功能實(shí)現(xiàn)才是自己最終所關(guān)注的用戶(hù)價(jià)值所在，而是將設(shè)備商的硬件參數(shù)放在一起做比較，在看似“同樣”的設(shè)備配置基礎(chǔ)上，往往單純的去壓低設(shè)備商的價(jià)格。這是3D打印應(yīng)用端需要警醒的一個(gè)誤區(qū)，更穩(wěn)定更智能的設(shè)備是創(chuàng)造產(chǎn)品的基礎(chǔ)，忽略設(shè)備的軟性條件，這未免也將用戶(hù)自身的制造需求引入了另外一種誤區(qū)，對(duì)用戶(hù)的自身發(fā)展也是極為不利的。

或許并非每一個(gè)3D打印企業(yè)都能夠開(kāi)發(fā)出類(lèi)似于VELO3D這樣的軟件，這并非意味著國(guó)內(nèi)的增材制造發(fā)展是充滿(mǎn)悲觀的前景，恰恰相反，在3D科學(xué)谷看來(lái)，國(guó)內(nèi)的3D打印市場(chǎng)擁有其特別的機(jī)遇與前景。

首先，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)際上正在出現(xiàn)更為通用的軟件企業(yè)，為3D打印行業(yè)提供外部的支持。通過(guò)人工智能提供更可靠的過(guò)程控制，在這方面，包括以色列的printsyst，美國(guó)的addiguru，都是值得關(guān)注的企業(yè)。

其次，3D打印在各種不同領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該說(shuō)是分層的，例如齒科、模具、醫(yī)療、航空航天、機(jī)械等不同領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)的要求是不一樣的。在3D科學(xué)谷看來(lái)，中國(guó)的市場(chǎng)蘊(yùn)含著巨大的機(jī)會(huì)，企業(yè)在發(fā)展的時(shí)候能夠兼顧短期、中期的發(fā)展機(jī)會(huì)，懂得針對(duì)不同的市場(chǎng)需求并結(jié)合企業(yè)自身的資源與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?zhàn)略布局，是取得長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵。

最后，國(guó)內(nèi)部分3D打印企業(yè)例如鉑力特、先臨三維，已經(jīng)積累了一定的資源與影響力優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)條件下尋求自主研發(fā)軟件以及探索國(guó)際合作與收購(gòu)之路，都具備了良好的基礎(chǔ)。

來(lái)源：3D科學(xué)谷

談起市場(chǎng)定位，這是每一家企業(yè)立足于市場(chǎng)首先要思考的。這其中包括如何聚焦。每家企業(yè)的資源都是有限的，要想獲得清晰的市場(chǎng)形象，聚焦是邁向成功的起點(diǎn)，聚焦是第一步要做的功課，通過(guò)聚焦成就競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，形成強(qiáng)大的品牌影響力，減少發(fā)展阻力，以點(diǎn)切入獲取獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

VELO3D的市場(chǎng)定位相當(dāng)清晰：設(shè)計(jì)自由，敏捷生產(chǎn)和質(zhì)量保證，這些是VELO3D通過(guò)技術(shù)打造的獨(dú)特的市場(chǎng)定位。本期，3D科學(xué)谷與谷友共同來(lái)領(lǐng)略，在質(zhì)量保證這個(gè)點(diǎn)上，VELO3D是如何確立其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，并探討國(guó)內(nèi)3D打印企業(yè)發(fā)展的破局思路。

要透視VELO3D的發(fā)展，我們不妨拿蘋(píng)果公司在其iPhone手機(jī)上的創(chuàng)新來(lái)理解。蘋(píng)果公司在推出iPhone手機(jī)之前，大家已經(jīng)習(xí)慣帶鍵盤(pán)的手機(jī)，似乎這是手機(jī)的標(biāo)配。然而，蘋(píng)果公司通過(guò)軟件的方式在觸摸屏上呈現(xiàn)了可以輸入文字的鍵盤(pán)，從而簡(jiǎn)化了手機(jī)的外觀，且實(shí)現(xiàn)了更友好的操作，從而開(kāi)啟了手機(jī)進(jìn)入智能化的新篇章。

軟件與軟件之間存在競(jìng)爭(zhēng)，硬件與硬件之間存在競(jìng)爭(zhēng)，這似乎是每個(gè)人都知道的。然而，我們似乎從來(lái)沒(méi)有意識(shí)到軟件的進(jìn)步可以部分替代硬件的配合這一發(fā)展趨勢(shì)。某種意義上，軟件可以實(shí)現(xiàn)跳躍硬件的束縛，釋放更大的自由度。

產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)

雖然3D打印-增材制造在批量生產(chǎn)方面的潛力巨大，然而現(xiàn)在的增長(zhǎng)在很大程度上取決于定量質(zhì)量測(cè)量和建立可靠的機(jī)器校準(zhǔn)方法。如果無(wú)法在關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用程序中或大中型訂單充分理解和信任3D打印行為，那么即使增材制造的成本效益不斷提高，這一技術(shù)也難以獲得規(guī)?；瘧?yīng)用。

一邊是增材制造可以實(shí)現(xiàn)驚人的產(chǎn)品復(fù)雜性，并可以通過(guò)重塑設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品性能，這吸引著每一家致力于創(chuàng)新的企業(yè)投入其中；一邊是困擾著業(yè)界的質(zhì)量一致性問(wèn)題，如何確保第一個(gè)產(chǎn)品和第100個(gè)產(chǎn)品是相同的？

預(yù)構(gòu)建校準(zhǔn)

金屬增材制造的預(yù)構(gòu)建校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)和方法正在不斷發(fā)展。NASA、ASTM、SAE、AWS和API等都在不斷完善其要求。不過(guò)設(shè)備從出廠安裝調(diào)試完到使用一段時(shí)間后，其硬件條件本身也隨著設(shè)備的使用發(fā)生了一定的變化。

在這方面，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）準(zhǔn)則MFSC-SPEC-3717（于2017年編寫(xiě)）指出：“校準(zhǔn)只有在連續(xù)維護(hù)時(shí)才有效，出于實(shí)用原因，在預(yù)構(gòu)建的基礎(chǔ)上確認(rèn)校準(zhǔn)是不可行的。校準(zhǔn)間隔（至少每90天）被設(shè)置為生產(chǎn)效率和過(guò)程保證之間的折衷?！辈贿^(guò)，從操作性角度來(lái)看，這一過(guò)程不僅所需時(shí)間長(zhǎng)，較多依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的觀察，VELO3D 通過(guò)軟件改變這一狀況，VELO3D 在其金屬3D打印系統(tǒng)中提供了預(yù)先構(gòu)建的校準(zhǔn)功能，可以簡(jiǎn)化并自動(dòng)進(jìn)行打印設(shè)備光學(xué)系統(tǒng)的原位校準(zhǔn)。VELO3D 的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在構(gòu)建之前測(cè)量各種指標(biāo)，包括光束穩(wěn)定性、激光對(duì)準(zhǔn)和聚焦等。增材制造的最終用戶(hù)只需按一下按鈕即可運(yùn)行光學(xué)校準(zhǔn)，而無(wú)需任何外部測(cè)量設(shè)備和復(fù)雜的人工手動(dòng)校準(zhǔn)過(guò)程。

3D打印的熱交換器。來(lái)源：VELO3D

同樣重要的是，這種自動(dòng)化過(guò)程可以捕獲大量使用手動(dòng)校準(zhǔn)方法無(wú)法獲得的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)用于實(shí)時(shí)更新系統(tǒng)的校準(zhǔn)表，并確保已按照規(guī)格制造給定的組件，也可以隨著時(shí)間的推移進(jìn)行編譯，用于統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制程序和其他質(zhì)量管理系統(tǒng)。

加工中的質(zhì)量控制

制造商已努力將攝像機(jī)和傳感器放置在3D打印設(shè)備內(nèi)部，以深入了解制造室內(nèi)的實(shí)際情況，但是通常由用戶(hù)自己來(lái)確定每個(gè)特定參數(shù)的閾值和控制極限。

以往雖然我們獲取了很多數(shù)據(jù)，但是無(wú)法將這些數(shù)據(jù)建立為相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集。理解數(shù)據(jù)的相關(guān)性，這是邁向更深入地了解如何構(gòu)建高質(zhì)量，可重復(fù)構(gòu)建的第一步。

3D打印走向產(chǎn)業(yè)化的增材制造，必須取得更大的飛躍，并將數(shù)據(jù)科學(xué)與材料科學(xué)相結(jié)合，而不是依賴(lài)人類(lèi)自身的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)加工過(guò)程的理解，將用戶(hù)對(duì)制造過(guò)程的理解掩埋在數(shù)據(jù)中。

基于粉末床的金屬3D打印過(guò)程中，光學(xué)對(duì)于金屬粉末的微焊接工藝至關(guān)重要。現(xiàn)在，大多數(shù)工程師都熟悉每個(gè)層實(shí)際上都焊接在了下一層上。激光以極高的精度融化金屬，上層與下層必須完美對(duì)準(zhǔn)，并以正確的速度定向到正確的位置，以產(chǎn)生精確的厚度，從而形成高質(zhì)量零件所必需的冶金工藝。

粗糙的表面和孔隙率可能是由于不良的工藝設(shè)計(jì)設(shè)置而導(dǎo)致的，也可能是由于光學(xué)設(shè)置較差而導(dǎo)致的。VELO3D面向下一代的增材制造系統(tǒng)可以在預(yù)構(gòu)建階段自動(dòng)收集各種指標(biāo)，從光束穩(wěn)定性、激光對(duì)準(zhǔn)、聚焦、惰性氣體等。這樣就可以建立控制極限，以指導(dǎo)系統(tǒng)性創(chuàng)建零件的各個(gè)方面。

激光的功率、設(shè)備溫度、光束、惰性氣體的變化等都對(duì)質(zhì)量控制帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。然而，最新的質(zhì)量控制系統(tǒng)不僅包括熔池計(jì)量，而且還包括高度圖，該高度圖根據(jù)床的位置對(duì)進(jìn)行中的構(gòu)建的每一層進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)標(biāo)定和性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查。所有這些數(shù)據(jù)都捕獲在全面的構(gòu)建報(bào)告中，以確保可追溯的質(zhì)量。

VELO 3D的Assure™質(zhì)量保證和控制系統(tǒng)具有直觀的圖表，使用戶(hù)能夠查看和解釋在構(gòu)建過(guò)程中收集的大量數(shù)據(jù)。根據(jù)VELO 3D，這些信息可幫助工程師驗(yàn)證構(gòu)建過(guò)程中每個(gè)步驟的質(zhì)量，并使其在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠快速做出決策。確?？梢詭椭鷾p少生產(chǎn)差異，提高產(chǎn)量并規(guī)避異常情況，以確保一致的增材制造結(jié)果。根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，通過(guò)Assure系統(tǒng)監(jiān)視3D打印構(gòu)建過(guò)程的完整性，驗(yàn)證散裝物料密度，觀察正在進(jìn)行的打印過(guò)程并驗(yàn)證跨多個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行的系統(tǒng)校準(zhǔn)，Assure提供了產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。

根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)際上和國(guó)內(nèi)，不僅僅是VELO3D，不同的設(shè)備廠商均推出了自己的過(guò)程中質(zhì)量控制解決方案。雖然其質(zhì)量控制軟件的名稱(chēng)各有不同，然而在加工中的質(zhì)量管理方面，普遍采用的核心解決方案來(lái)自Sigma Labs。

Sigma Labs的核心實(shí)力在于感應(yīng)器硬件與數(shù)據(jù)和軟件的融合。

硬件方面，Sigma Labs傳感技術(shù)－Sensorpak，是一個(gè)由聲、光、熱傳感器、收集過(guò)程數(shù)據(jù)的全套系統(tǒng)。傳感器記錄的數(shù)據(jù)將建立過(guò)程文件，其中西格瑪實(shí)驗(yàn)室工程師通過(guò)在洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)在冶金和焊接的研究經(jīng)驗(yàn)，能夠從大數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵的質(zhì)量記錄，并通過(guò)結(jié)果特征還原關(guān)鍵過(guò)程的物理特征。

軟件方面，根據(jù)3D科學(xué)谷的了解，通過(guò)Sigma Labs的PrintRite3D ® INSPECT ™軟件，基于大量的生產(chǎn)大數(shù)據(jù)所形成的加工參數(shù)與產(chǎn)品性能之間的相關(guān)性，獲取符合生產(chǎn)要求的零件所對(duì)應(yīng)的加工參數(shù)作為“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”。除非與零件的機(jī)械和冶金特性數(shù)據(jù)具有相關(guān)性，否則該加工參數(shù)的值幾乎沒(méi)有任何意義。這意味著首先必須產(chǎn)生大量的測(cè)試樣本來(lái)生成這個(gè)屬性數(shù)據(jù)，并將屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到加工參數(shù)的“電子簽名數(shù)據(jù)”。從而在新的加工過(guò)程中將每一層的“電子簽名數(shù)據(jù)”與“基準(zhǔn)數(shù)據(jù)”相對(duì)比。

加工后的質(zhì)量檢測(cè)

零件的制造后檢查已成為當(dāng)務(wù)之急，例如通過(guò)染料滲透法測(cè)試、CT掃描或破壞性測(cè)試。盡管人們希望能夠?qū)崿F(xiàn)抽樣檢查，但是對(duì)于大多數(shù)當(dāng)前的增材制造設(shè)備來(lái)說(shuō)，全面檢查是很普遍的做法。

根據(jù)高端裝備發(fā)展研究中心，即使是X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT），雖然非常適合評(píng)估部件的深層內(nèi)部特征和屬性，但仍有其局限性，即不能檢測(cè)出垂直于x射線(xiàn)束的裂紋。然而NDE的方向是可行的，因?yàn)樗鼉?yōu)化了復(fù)雜增材制造部件的測(cè)試，并能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)由于其非入侵的方式，又具有潛在的成本效益與廣泛的適用性。

VELO3D在疫情期間完成了4000萬(wàn)美金的融資，作為一家來(lái)自美國(guó)西海岸的創(chuàng)業(yè)公司獲得總計(jì)1.5億美金（超過(guò)10億人民幣）的融資。此前，Velo3D成功地獲得了制造業(yè)中技術(shù)要求最高的合同之一，即向世界上最成功的私人火箭公司之一的SpaceX公司提供3D打印機(jī)。隨后，VELO3D宣布獲得其航空航天領(lǐng)域的一家客戶(hù)2000萬(wàn)美金（超過(guò)1.4億人民幣）的訂單。

VELO3D近日還推出了配備了8個(gè)1000W激光器的新設(shè)備Sapphire XC，φ600mm x 550mm，打印每個(gè)零件的成本可以降低75％，效率增加了500％。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，這是針對(duì)目前市場(chǎng)上主流的對(duì)600mm加工尺寸的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求所打造的一款設(shè)備。

在這方面，VELO3D是一家軟件驅(qū)動(dòng)硬件的企業(yè)。這也預(yù)示著在不久的未來(lái)，能夠存活在市場(chǎng)上的3D打印企業(yè)所需要的硬核實(shí)力中，軟件是其中重要的一塊。

下一步，每一家制造業(yè)的硬件企業(yè)，都將轉(zhuǎn)型為軟件企業(yè)，否則在軟件吞噬一切的未來(lái)世界，將寸步難行。

不僅僅是硬件廠商需要轉(zhuǎn)型，應(yīng)用端也需要更加成熟理性的用戶(hù)。根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，在國(guó)內(nèi)，所有的國(guó)際和國(guó)內(nèi)品牌都面臨著同樣殘酷的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)，用戶(hù)在決策采購(gòu)3D打印設(shè)備的時(shí)候，往往忽略了功能實(shí)現(xiàn)才是自己最終所關(guān)注的用戶(hù)價(jià)值所在，而是將設(shè)備商的硬件參數(shù)放在一起做比較，在看似“同樣”的設(shè)備配置基礎(chǔ)上，往往單純的去壓低設(shè)備商的價(jià)格。這是3D打印應(yīng)用端需要警醒的一個(gè)誤區(qū)，更穩(wěn)定更智能的設(shè)備是創(chuàng)造產(chǎn)品的基礎(chǔ)，忽略設(shè)備的軟性條件，這未免也將用戶(hù)自身的制造需求引入了另外一種誤區(qū)，對(duì)用戶(hù)的自身發(fā)展也是極為不利的。

或許并非每一個(gè)3D打印企業(yè)都能夠開(kāi)發(fā)出類(lèi)似于VELO3D這樣的軟件，這并非意味著國(guó)內(nèi)的增材制造發(fā)展是充滿(mǎn)悲觀的前景，恰恰相反，在3D科學(xué)谷看來(lái)，國(guó)內(nèi)的3D打印市場(chǎng)擁有其特別的機(jī)遇與前景。

首先，根據(jù)3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀察，國(guó)際上正在出現(xiàn)更為通用的軟件企業(yè)，為3D打印行業(yè)提供外部的支持。通過(guò)人工智能提供更可靠的過(guò)程控制，在這方面，包括以色列的printsyst，美國(guó)的addiguru，都是值得關(guān)注的企業(yè)。

其次，3D打印在各種不同領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)該說(shuō)是分層的，例如齒科、模具、醫(yī)療、航空航天、機(jī)械等不同領(lǐng)域?qū)?D打印技術(shù)的要求是不一樣的。在3D科學(xué)谷看來(lái)，中國(guó)的市場(chǎng)蘊(yùn)含著巨大的機(jī)會(huì)，企業(yè)在發(fā)展的時(shí)候能夠兼顧短期、中期的發(fā)展機(jī)會(huì)，懂得針對(duì)不同的市場(chǎng)需求并結(jié)合企業(yè)自身的資源與技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膽?zhàn)略布局，是取得長(zhǎng)足發(fā)展的關(guān)鍵。

最后，國(guó)內(nèi)部分3D打印企業(yè)例如鉑力特、先臨三維，已經(jīng)積累了一定的資源與影響力優(yōu)勢(shì)，在這個(gè)條件下尋求自主研發(fā)軟件以及探索國(guó)際合作與收購(gòu)之路，都具備了良好的基礎(chǔ)。

來(lái)源：3D科學(xué)谷