當(dāng)3D打印還處于早期發(fā)展階段時，Materialise公司為數(shù)不多的幾名員工會先處理CAD文件，然后拿出乒乓球拍，進(jìn)行一場精彩的長時間乒乓球賽。幾個小時后，CAD文件將被轉(zhuǎn)換為STL的格式，他們終于可以開始第一個極度緩慢的迭代。

從專用軟件到計算能力的技術(shù)進(jìn)步，Materialise飛速發(fā)展了30年 。我們已經(jīng)處于這樣一個時代，極其復(fù)雜的文件已經(jīng)可以在云端進(jìn)行快速高效的計算，然后在短短幾分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)換成可立即打印的文件，大幅減少人工操作。不僅如此，我們還對文件進(jìn)行了優(yōu)化，使其具有最高效的建模和定位，以及最少的所需支持結(jié)構(gòu)。隨著3D打印邁向未來的步伐，越來越多的自動化流程將帶來更高的打印精度，并在減少行業(yè)浪費(fèi)的同時提高可持續(xù)性。

在Materialise公司去年慶祝30周年之際，我們通過一系列博客文章回顧了公司歷史中最有意義的創(chuàng)新。在這篇文章中，我們重溫了我們的一些工廠和生產(chǎn)上的實(shí)踐，以及它們與我們對更美好、更健康世界的愿景之間的關(guān)系。

1990年代初期，Materialise的初代乒乓球隊員

一切始于一個人，一臺機(jī)器和一種材料

1990年，F(xiàn)ried Vancraen意識到了他剛剛在德國不來梅港市的一家研究機(jī)構(gòu)看到的一項(xiàng)新技術(shù)的巨大潛力-3D打印。意識到這項(xiàng)技術(shù)的重要性后，F(xiàn)ried大膽地將所有積蓄投資在一臺機(jī)器上，并創(chuàng)建了Materialise公司。這臺珍貴的機(jī)器就在最初的乒乓球大戰(zhàn)盛行的地方。

今天和30年前最大的區(qū)別在于材料，軟件和機(jī)器的種類繁多。起先，只能在一臺機(jī)器上打印一種材質(zhì)非常脆的材料，一旦打印出來的物體掉在地上，就會碎裂。它的主要功能是用于制作原型和便于“展示和講述”。

今天，我們擁有從塑料到金屬眾多不同的材料。Materialise公司現(xiàn)在擁有180多臺專業(yè)機(jī)器，每年產(chǎn)出超過一百萬個零件。在技術(shù)和材料之間有眾多選擇，就意味著可以生產(chǎn)具有更高功能性的零件?；谖覀儸F(xiàn)在所取得的進(jìn)步，我們可以探討3D打印可以實(shí)現(xiàn)的制造應(yīng)用程序。但是，只有使用正確的軟件來應(yīng)對打印當(dāng)今建模的復(fù)雜性，才能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

軟件單元的來源

早期，人們意識到如果沒有一個很好的軟件來處理文件，他們將永遠(yuǎn)無法高效地使用3D打印技術(shù)。正如Materialise公司的首席技術(shù)官Bart Van der Schueren以及第一批員工所說的那樣：“從一開始，最大的問題就是缺乏像樣的軟件工具來將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可實(shí)際打印的內(nèi)容。所以，這就是我們所要做的。我們的主要信念是，消除障礙并提高技術(shù)的可及性，與整個行業(yè)共同進(jìn)步。與僅保留服務(wù)部門相比，能夠產(chǎn)生更大的影響。”

因此，Materialise公司開始開發(fā)Magics軟件，該軟件可以將CAD文件轉(zhuǎn)換為STL文件進(jìn)行打印，從而為整個行業(yè)提供更有效的構(gòu)建過程。它還有助于修復(fù)文件和編輯設(shè)計，甚至在將文件打印出來之前就可以發(fā)現(xiàn)問題。考慮到這一點(diǎn)，F(xiàn)ried承諾，開發(fā)中立于機(jī)器和技術(shù)的軟件，以便將來可以與其他公司共同創(chuàng)建軟件，而不是將創(chuàng)新鎖定在一個品牌名稱下。

我們的主要信念是，消除障礙并提高技術(shù)的可及性，與整個行業(yè)共同進(jìn)步。與僅保留服務(wù)部門相比，能夠產(chǎn)生更大的影響。
-- Materialise公司的首席技術(shù)官Bart Van der Schueren

可靠的原型設(shè)計

3D打印在原型設(shè)計領(lǐng)域中嶄露頭角。客戶需要以經(jīng)濟(jì)高效的方式驗(yàn)證設(shè)計，表現(xiàn)設(shè)計形態(tài)，完成裝配和進(jìn)行功能測試，然后再將設(shè)計引入傳統(tǒng)制造。今天，通過我們的快速原型設(shè)計服務(wù)，我們的項(xiàng)目管理團(tuán)隊可以幫助您找到最佳解決方案，而我們的設(shè)計與工程(D＆E)團(tuán)隊可以為將準(zhǔn)備好進(jìn)行3D打印的早期設(shè)計文件提供支持。D&E團(tuán)隊還可以通過重新設(shè)計產(chǎn)品以獲得更好的性能，減少組裝（所謂的功能集成）或?qū)?strong>零件輕量化來解決開發(fā)難題。

最先進(jìn)的產(chǎn)品原型制作的過程一直是被客戶保密的。作為他們的合作伙伴，Materialise公司必須通過建立適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，以確保我們的平臺安全性，來贏得他們的信任。此外，隨著設(shè)計和文件變得越來越大和越來越復(fù)雜，他們需要一種能夠快速處理和存儲這些海量文件的解決方案。

在云端擴(kuò)大規(guī)模

同樣，為了響應(yīng)對安全性的需求和擁有足夠的計算能力來處理這些大型文件，公司必須有所發(fā)展和創(chuàng)新。隨著時間的流逝，計算機(jī)得到了改進(jìn)，我們也開發(fā)了更好的軟件，去更快速地處理文件并使流程自動化。在等待文件處理的時候去打乒乓球比賽已成為歷史。

盡管如此，文件仍然變得越來越復(fù)雜，為了滿足需求，我們將目光投向了云計算。這意味著我們僅依靠一臺計算機(jī)，就可以訪問整個服務(wù)器。這在所有行業(yè)中都是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，因?yàn)檫@是擴(kuò)大規(guī)模的必要條件。諸如加密的通信和管理流程等的技術(shù)進(jìn)步，確保了客戶數(shù)據(jù)的安全性。

使不可能變?yōu)榭赡?/strong>

我們的另一位長期員工，現(xiàn)任 Stereolithography公司的CAD經(jīng)理Staf Wuyts回憶說：“Fried說過，有一天，我們將要制造一臺可以打印人類大小物體的機(jī)器?！?大家雖然感到驚訝，但沒有忽視他的想法。最終，在2000年，Materialise實(shí)際上能夠制造一臺可以做到這一點(diǎn)的SLA機(jī)器，甚至可以打印出猛犸象骨骼大小的骨頭！

2000年代初，使用這些SLA機(jī)器進(jìn)行大件打印的需求出現(xiàn)了。問題是，構(gòu)建工作量很大，每臺機(jī)器都需要一個人來處理所有所需的支撐設(shè)計。它還是不可擴(kuò)展的，所以Bar給軟件部門提出挑戰(zhàn)：為Magics創(chuàng)建一個模塊，該模塊將自動為構(gòu)建生成材料消耗最小化的最佳支撐架結(jié)構(gòu)。軟件部門開發(fā)了可以做到這一點(diǎn)的e-Stage，但是問題是生產(chǎn)團(tuán)隊不愿意對其進(jìn)行測試。這些龐大的構(gòu)建中的每一個部分都要花費(fèi)數(shù)萬歐元，如果他們嘗試了，該軟件卻無法正常工作，將會造成巨大的浪費(fèi)。該軟件因此暫時擱置了。

Staf進(jìn)一步解釋說：“當(dāng)客戶提出我們認(rèn)為不可能的東西時，我們會和客戶一起測試可能性?！?有一天，一位藝術(shù)家與他們接觸，他想打印出一個巨大而復(fù)雜的雕塑，其中包含成百上千只人形的蜜蜂。由于設(shè)計過于復(fù)雜，最終，Bart大膽地決定對e-Stage進(jìn)行測試，否則，他們將不得不擱置該項(xiàng)目。雕塑被打印出來之后，精整加工團(tuán)隊實(shí)際上感到十分驚奇，因?yàn)楦鞑考绕綍r要薄得多，拆除支撐變得非常容易。這原本是一個非常昂貴且浪費(fèi)的測試，但是相反，它改變了自此以來生產(chǎn)運(yùn)作的方式。生成支撐的自動化為精整加工團(tuán)隊節(jié)省了數(shù)小時的工作時間，并且不再需要每臺機(jī)器都有一個人來設(shè)計支撐。該模塊即使到今天仍在幫助我們的軟件客戶有效降低成本并提高生產(chǎn)率。

Materialise工人使用猛犸象SLA機(jī)器精整加工打印出的猛犸象牙

從頭至尾可追溯

制造不僅僅是產(chǎn)量，還涉及質(zhì)量，可靠性和可重復(fù)性。多年來，我們已經(jīng)能夠?yàn)獒t(yī)療和航空航天領(lǐng)域開發(fā)經(jīng)過認(rèn)證和可追溯的零件。對于醫(yī)療領(lǐng)域，我們正在為患者創(chuàng)造個性化的植入物，來最大程度地減少進(jìn)一步的手術(shù)。而對于航空航天領(lǐng)域，我們能夠提供經(jīng)過認(rèn)證的增材制造的飛行器部件。

對于整個增材制造環(huán)境，可追溯性至關(guān)重要。它使您可以監(jiān)視零件的制造時間，使用的材料以及庫存的數(shù)字化情況。諸如Materialize Streamics之類的軟件可幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，因?yàn)樗兄诳刂贫说蕉说墓ぷ髁鞒?，從打印?zhǔn)備到零件制造再到精整加工，每個步驟都是可追溯的，并且可以通過數(shù)字方式訪問。

     經(jīng)過認(rèn)證，用于空中客車的輕質(zhì)仿生墊片，比以前輕了15％

可持續(xù)生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)

如今，在專業(yè)的3D打印機(jī)上，90-95％的產(chǎn)率被認(rèn)可的，剩下有5-10％的廢品率。軟件和機(jī)器都在不斷發(fā)展，試圖進(jìn)一步遏制這種浪費(fèi)。最近，我們在產(chǎn)品中引入了Bluesint技術(shù)，該技術(shù)可以印刷由100％重復(fù)使用的粉末組成的BlueSint PA12，從而減少生產(chǎn)中的浪費(fèi)，并使增材制造變得更加可持續(xù)。

特別是在過去一年的疫情中，隨著供應(yīng)鏈的中斷，我們看到了越來越多的本地化生產(chǎn)。在供應(yīng)路線突然中斷的情況下，本地采購產(chǎn)品是最為明智的，恰恰增材制造可以實(shí)現(xiàn)。可持續(xù)發(fā)展已不僅僅是一句口號，其實(shí)已經(jīng)成為企業(yè)更為賴以生存的一點(diǎn)。

放眼未來，我們看到了數(shù)字化和自動化的趨勢將愈發(fā)明顯。從更專業(yè)的軟件到使用AI算法搜索最佳的構(gòu)建方向，再到更好的后期處理，我們將繼續(xù)致力于將更多的自動化集成到生產(chǎn)中。此外，我們看到了材料的不斷發(fā)展，3D打印已從一種快速的原型設(shè)計技術(shù)發(fā)展為可靠的可使用零件。最大限度地減少廢料的產(chǎn)生，用更少的材料制造更輕，更堅固的部件；簡化供應(yīng)鏈以及優(yōu)化貨物運(yùn)輸，這些都是我們在朝著更加具有可持續(xù)性發(fā)展的未來大步邁進(jìn)時所看到的趨勢。

來源：Materialise

當(dāng)3D打印還處于早期發(fā)展階段時，Materialise公司為數(shù)不多的幾名員工會先處理CAD文件，然后拿出乒乓球拍，進(jìn)行一場精彩的長時間乒乓球賽。幾個小時后，CAD文件將被轉(zhuǎn)換為STL的格式，他們終于可以開始第一個極度緩慢的迭代。

從專用軟件到計算能力的技術(shù)進(jìn)步，Materialise飛速發(fā)展了30年 。我們已經(jīng)處于這樣一個時代，極其復(fù)雜的文件已經(jīng)可以在云端進(jìn)行快速高效的計算，然后在短短幾分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)換成可立即打印的文件，大幅減少人工操作。不僅如此，我們還對文件進(jìn)行了優(yōu)化，使其具有最高效的建模和定位，以及最少的所需支持結(jié)構(gòu)。隨著3D打印邁向未來的步伐，越來越多的自動化流程將帶來更高的打印精度，并在減少行業(yè)浪費(fèi)的同時提高可持續(xù)性。

在Materialise公司去年慶祝30周年之際，我們通過一系列博客文章回顧了公司歷史中最有意義的創(chuàng)新。在這篇文章中，我們重溫了我們的一些工廠和生產(chǎn)上的實(shí)踐，以及它們與我們對更美好、更健康世界的愿景之間的關(guān)系。

1990年代初期，Materialise的初代乒乓球隊員

一切始于一個人，一臺機(jī)器和一種材料

1990年，F(xiàn)ried Vancraen意識到了他剛剛在德國不來梅港市的一家研究機(jī)構(gòu)看到的一項(xiàng)新技術(shù)的巨大潛力-3D打印。意識到這項(xiàng)技術(shù)的重要性后，F(xiàn)ried大膽地將所有積蓄投資在一臺機(jī)器上，并創(chuàng)建了Materialise公司。這臺珍貴的機(jī)器就在最初的乒乓球大戰(zhàn)盛行的地方。

今天和30年前最大的區(qū)別在于材料，軟件和機(jī)器的種類繁多。起先，只能在一臺機(jī)器上打印一種材質(zhì)非常脆的材料，一旦打印出來的物體掉在地上，就會碎裂。它的主要功能是用于制作原型和便于“展示和講述”。

今天，我們擁有從塑料到金屬眾多不同的材料。Materialise公司現(xiàn)在擁有180多臺專業(yè)機(jī)器，每年產(chǎn)出超過一百萬個零件。在技術(shù)和材料之間有眾多選擇，就意味著可以生產(chǎn)具有更高功能性的零件?；谖覀儸F(xiàn)在所取得的進(jìn)步，我們可以探討3D打印可以實(shí)現(xiàn)的制造應(yīng)用程序。但是，只有使用正確的軟件來應(yīng)對打印當(dāng)今建模的復(fù)雜性，才能實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

軟件單元的來源

早期，人們意識到如果沒有一個很好的軟件來處理文件，他們將永遠(yuǎn)無法高效地使用3D打印技術(shù)。正如Materialise公司的首席技術(shù)官Bart Van der Schueren以及第一批員工所說的那樣：“從一開始，最大的問題就是缺乏像樣的軟件工具來將CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可實(shí)際打印的內(nèi)容。所以，這就是我們所要做的。我們的主要信念是，消除障礙并提高技術(shù)的可及性，與整個行業(yè)共同進(jìn)步。與僅保留服務(wù)部門相比，能夠產(chǎn)生更大的影響。”

因此，Materialise公司開始開發(fā)Magics軟件，該軟件可以將CAD文件轉(zhuǎn)換為STL文件進(jìn)行打印，從而為整個行業(yè)提供更有效的構(gòu)建過程。它還有助于修復(fù)文件和編輯設(shè)計，甚至在將文件打印出來之前就可以發(fā)現(xiàn)問題。考慮到這一點(diǎn)，F(xiàn)ried承諾，開發(fā)中立于機(jī)器和技術(shù)的軟件，以便將來可以與其他公司共同創(chuàng)建軟件，而不是將創(chuàng)新鎖定在一個品牌名稱下。

我們的主要信念是，消除障礙并提高技術(shù)的可及性，與整個行業(yè)共同進(jìn)步。與僅保留服務(wù)部門相比，能夠產(chǎn)生更大的影響。
-- Materialise公司的首席技術(shù)官Bart Van der Schueren

可靠的原型設(shè)計

3D打印在原型設(shè)計領(lǐng)域中嶄露頭角。客戶需要以經(jīng)濟(jì)高效的方式驗(yàn)證設(shè)計，表現(xiàn)設(shè)計形態(tài)，完成裝配和進(jìn)行功能測試，然后再將設(shè)計引入傳統(tǒng)制造。今天，通過我們的快速原型設(shè)計服務(wù)，我們的項(xiàng)目管理團(tuán)隊可以幫助您找到最佳解決方案，而我們的設(shè)計與工程(D＆E)團(tuán)隊可以為將準(zhǔn)備好進(jìn)行3D打印的早期設(shè)計文件提供支持。D&E團(tuán)隊還可以通過重新設(shè)計產(chǎn)品以獲得更好的性能，減少組裝（所謂的功能集成）或?qū)?strong>零件輕量化來解決開發(fā)難題。

最先進(jìn)的產(chǎn)品原型制作的過程一直是被客戶保密的。作為他們的合作伙伴，Materialise公司必須通過建立適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，以確保我們的平臺安全性，來贏得他們的信任。此外，隨著設(shè)計和文件變得越來越大和越來越復(fù)雜，他們需要一種能夠快速處理和存儲這些海量文件的解決方案。

在云端擴(kuò)大規(guī)模

同樣，為了響應(yīng)對安全性的需求和擁有足夠的計算能力來處理這些大型文件，公司必須有所發(fā)展和創(chuàng)新。隨著時間的流逝，計算機(jī)得到了改進(jìn)，我們也開發(fā)了更好的軟件，去更快速地處理文件并使流程自動化。在等待文件處理的時候去打乒乓球比賽已成為歷史。

盡管如此，文件仍然變得越來越復(fù)雜，為了滿足需求，我們將目光投向了云計算。這意味著我們僅依靠一臺計算機(jī)，就可以訪問整個服務(wù)器。這在所有行業(yè)中都是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，因?yàn)檫@是擴(kuò)大規(guī)模的必要條件。諸如加密的通信和管理流程等的技術(shù)進(jìn)步，確保了客戶數(shù)據(jù)的安全性。

使不可能變?yōu)榭赡?/strong>

我們的另一位長期員工，現(xiàn)任 Stereolithography公司的CAD經(jīng)理Staf Wuyts回憶說：“Fried說過，有一天，我們將要制造一臺可以打印人類大小物體的機(jī)器?！?大家雖然感到驚訝，但沒有忽視他的想法。最終，在2000年，Materialise實(shí)際上能夠制造一臺可以做到這一點(diǎn)的SLA機(jī)器，甚至可以打印出猛犸象骨骼大小的骨頭！

2000年代初，使用這些SLA機(jī)器進(jìn)行大件打印的需求出現(xiàn)了。問題是，構(gòu)建工作量很大，每臺機(jī)器都需要一個人來處理所有所需的支撐設(shè)計。它還是不可擴(kuò)展的，所以Bar給軟件部門提出挑戰(zhàn)：為Magics創(chuàng)建一個模塊，該模塊將自動為構(gòu)建生成材料消耗最小化的最佳支撐架結(jié)構(gòu)。軟件部門開發(fā)了可以做到這一點(diǎn)的e-Stage，但是問題是生產(chǎn)團(tuán)隊不愿意對其進(jìn)行測試。這些龐大的構(gòu)建中的每一個部分都要花費(fèi)數(shù)萬歐元，如果他們嘗試了，該軟件卻無法正常工作，將會造成巨大的浪費(fèi)。該軟件因此暫時擱置了。

Staf進(jìn)一步解釋說：“當(dāng)客戶提出我們認(rèn)為不可能的東西時，我們會和客戶一起測試可能性?！?有一天，一位藝術(shù)家與他們接觸，他想打印出一個巨大而復(fù)雜的雕塑，其中包含成百上千只人形的蜜蜂。由于設(shè)計過于復(fù)雜，最終，Bart大膽地決定對e-Stage進(jìn)行測試，否則，他們將不得不擱置該項(xiàng)目。雕塑被打印出來之后，精整加工團(tuán)隊實(shí)際上感到十分驚奇，因?yàn)楦鞑考绕綍r要薄得多，拆除支撐變得非常容易。這原本是一個非常昂貴且浪費(fèi)的測試，但是相反，它改變了自此以來生產(chǎn)運(yùn)作的方式。生成支撐的自動化為精整加工團(tuán)隊節(jié)省了數(shù)小時的工作時間，并且不再需要每臺機(jī)器都有一個人來設(shè)計支撐。該模塊即使到今天仍在幫助我們的軟件客戶有效降低成本并提高生產(chǎn)率。

Materialise工人使用猛犸象SLA機(jī)器精整加工打印出的猛犸象牙

從頭至尾可追溯

制造不僅僅是產(chǎn)量，還涉及質(zhì)量，可靠性和可重復(fù)性。多年來，我們已經(jīng)能夠?yàn)獒t(yī)療和航空航天領(lǐng)域開發(fā)經(jīng)過認(rèn)證和可追溯的零件。對于醫(yī)療領(lǐng)域，我們正在為患者創(chuàng)造個性化的植入物，來最大程度地減少進(jìn)一步的手術(shù)。而對于航空航天領(lǐng)域，我們能夠提供經(jīng)過認(rèn)證的增材制造的飛行器部件。

對于整個增材制造環(huán)境，可追溯性至關(guān)重要。它使您可以監(jiān)視零件的制造時間，使用的材料以及庫存的數(shù)字化情況。諸如Materialize Streamics之類的軟件可幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，因?yàn)樗兄诳刂贫说蕉说墓ぷ髁鞒?，從打印?zhǔn)備到零件制造再到精整加工，每個步驟都是可追溯的，并且可以通過數(shù)字方式訪問。

     經(jīng)過認(rèn)證，用于空中客車的輕質(zhì)仿生墊片，比以前輕了15％

可持續(xù)生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)

如今，在專業(yè)的3D打印機(jī)上，90-95％的產(chǎn)率被認(rèn)可的，剩下有5-10％的廢品率。軟件和機(jī)器都在不斷發(fā)展，試圖進(jìn)一步遏制這種浪費(fèi)。最近，我們在產(chǎn)品中引入了Bluesint技術(shù)，該技術(shù)可以印刷由100％重復(fù)使用的粉末組成的BlueSint PA12，從而減少生產(chǎn)中的浪費(fèi)，并使增材制造變得更加可持續(xù)。

特別是在過去一年的疫情中，隨著供應(yīng)鏈的中斷，我們看到了越來越多的本地化生產(chǎn)。在供應(yīng)路線突然中斷的情況下，本地采購產(chǎn)品是最為明智的，恰恰增材制造可以實(shí)現(xiàn)。可持續(xù)發(fā)展已不僅僅是一句口號，其實(shí)已經(jīng)成為企業(yè)更為賴以生存的一點(diǎn)。

放眼未來，我們看到了數(shù)字化和自動化的趨勢將愈發(fā)明顯。從更專業(yè)的軟件到使用AI算法搜索最佳的構(gòu)建方向，再到更好的后期處理，我們將繼續(xù)致力于將更多的自動化集成到生產(chǎn)中。此外，我們看到了材料的不斷發(fā)展，3D打印已從一種快速的原型設(shè)計技術(shù)發(fā)展為可靠的可使用零件。最大限度地減少廢料的產(chǎn)生，用更少的材料制造更輕，更堅固的部件；簡化供應(yīng)鏈以及優(yōu)化貨物運(yùn)輸，這些都是我們在朝著更加具有可持續(xù)性發(fā)展的未來大步邁進(jìn)時所看到的趨勢。

來源：Materialise