3D打印眼镜,目前是"EOS"的,未来是"HP"的,归根结底是"体素"的。
<hr/>第七章 打印生产技术
打印生产实际上分为“3D打印”与“生产(后处理)”两部分。
<hr/>3D打印
虽然全球3D打印机制造商与技术不少,但真正能够进入工业化批量生产的却并不多。技术成熟并被应用的目前只有两家:
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https://mp.weixin.qq.com/s/jtT_5T2sytNDfBHVFSAq-w
EOS用来生产3D打印眼镜,目前主要使用的机型是EOS FORMIGA P110。虽然它的尺寸最小,批量化生产能力不高,但因为它的激光器配置较好,所以在打印时能够实现最好的生产品质。同时,P110在2019又获得了升级,当下依然是3D打印眼镜的首选。
EOS FORMIGA P110
目前国际上大多数3D打印眼镜牌子,基本上都是用EOS打印的。
来自HOYA-YUNIKU
https://www.zhihu.com/video/1237132355677835264
目前EOS稳定服务于3D打印眼镜生产。EOS最大的问题,是SLS技术最根本的功能和色彩扩展性问题。而这也正是惠普公司所擅长的,因此他们正在快速赶上。
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惠普这个传统2D打印行业巨头一脚踏入3D打印行业之后,在这个仅仅几十亿美金的市场里面迅速掀起巨浪并在较短时间内就占据了头部位置。正如他们自个所说的,惠普关注的并不是3D打印行业,而是超过12万亿美金的传统注塑行业。
从技术上说,虽然惠普的“MJF多射流熔融3D打印技术”没有EOS的“SLS选择性激光烧结”那么精确,不过MJF确实很适合批量化制造,并且在大批量的生产成本上体现出了优越性。
惠普连续推出了4200/5200,500/300系列,同时又为眼镜专门推出了PA11材料。
Jet Fusion 4200
Jet Fusion 5200
Jet Fusion 580
惠普PA11材料性能展示
https://www.zhihu.com/video/1237149888841646080
OAKLEY使用彩色3D打印进行产品发
https://www.zhihu.com/video/1237148766886944768
惠普MJF技术“体素”路线图
https://www.zhihu.com/video/1237149731614167040
惠普最大的优势是他们已经推出了彩色3D打印机,并且还具有体素的未来扩展性。从上面的视频可以看到:如果说SLS技术在当下可以成为眼镜行业普遍接受的一种新的批量生产工艺,那么MJF技术必然成为眼镜行业未来一定要考虑的发展方向。因为虽然两者都属于3D打印技术,而MJF比SLS技术多了一台参数维度--“体素”赋值--实际上是更高层次的生产技术。
在“体素”维度上,并不是效率与成本的竞争,而是“能”或者“不能”的区别。“MJF”与“SLS”的技术维度的差别,更大于“SLS”与“注塑”的差别。
************备注*************
虽然“SLS”,“MJF”目前是主流3D打印眼镜技术,但并不意味着其他技术没有可能,而是因为这两项是目前眼镜行业内传统人员最容易掌握使用的3D打印技术。只要会传统三维建模技术就可以使用了,相当简单。
像“体素”这样的高科技生产力,还没有被人意识到它们的应用前景和未来可能性。任何一项新生产力,都需要使用者去熟悉使用,并且有合适的工具才能真正将其应用起来。比如石油,在人们发明使用它的各种设备和工具之前,它只是“黑水”而已。信息化时代,新生产力的使用要求更高,需要的是数字化技术(软件)而不是简单的手工人力,去充分发挥使用一项“新生产力”。
Stratasys
Stratasys是最早提供彩色3D打印技术的厂家。国际眼镜巨头就购买了一台Stratasys J750全彩色多材料3D打印机进行产品的开发。
https://www.zhihu.com/video/1237479114665000960
J750
在材料属性上,虽然当前树脂材料有多种不适合性:
- 原材料有毒性(经过后处理可以无毒)
- 加工完成之后耐温性/延展性无法两全其美
但是这一点也并不是不可改变的。例如Carbon3D就为眼镜推出了一款适合的3D打印材料。
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Carbon3D的“CLIP”技术全球闻名。2019底的时候,Carbon3D为日本眼镜牌子JINS推出了一款3D打印定制眼镜Neuron4D,从而将他们的3D打印市场拓展到了眼镜消费品领域。
从笔者得到的内部参数数据来看(因为NDA的缘故,无法透露更多信息),这款材料算是树脂材料在消费品应用领域的一台重大突破。(毋庸置疑,像JIN这样的眼镜企业推出的产品必然是合乎各项指标而不会仅仅是一种手板或者样品属性)
考虑到树脂材料打印产品表面光滑,而且可以做成各种不同颜色,预估各种半透明和透明颜色应该是下一步比较容易实现的。这样的话,Carbon3D反而有可能先在3D打印眼镜领域替代注塑产品。--考虑到树脂材料领域,中国有更多公司参与竞争研发,这一块的突破也值得持续关注。因为一旦出现0-1的突破,必定会有各式厂家实现1-100的普及
<hr/>加工生产(后处理)
不同于在手板行业中,3D打印基本上是主要生产工序,像眼镜这样的消费品,3D打印其实只是生产工序中的一道环节而已。对3D打印眼镜来说,后处理工序才是更重要的。因为任何消费品都有“国标”(国际标准/国内标准),3D打印只是眼镜制作成型第一步“半成品”,后处理工序才是让“半成品”变为“产品”,符合产品上市标准的主要环节。由于目前3D打印眼镜主要是“SLS”和“MJF”技术为主,所以目前全球主要的后处理技术提供商也主要来自3D打印配套行业。
- Dyemansion
- Postprocess
- Cipres
- AMT
- 惠普内部
- Dyewin(国内)
从分类上说,3D打印眼镜的后处理分为
- 物理:主要是清粉与研磨,没有太高技术含量。
- 化学:是关键的后处理步骤。
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Dyemansion--德国
Dyemansion是目前3D打印后处理行业比较成系统的解决方案提供商。提供“清粉”-“喷砂”-“染色”一站式服务(2019,推出了“化学”后处理方案)。
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PostProcess--美国
主要提供各类去除支撑,震机与研磨设备。产品线比较广,不过在3D打印眼镜上没有什么应用。
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Cipres--德国
Cipres是全球最早提供专业3D打印件化学后处理的公司,欧洲最早的几个3D打印眼镜牌子的后处理都是他们完成的。
到2019的信息,他们提供物理处理方案的销售,但是化学处理方案只接受加工订单,不销售设备与解决方案。
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AMT--英国
AMT较早的推出了物理解决方案(Cipres的化学解决方案最早也是基于AMT的物理方案的基础上)。AMT于2019推出了自个的化学解决方案。不过目前尚未上市。
<hr/>总的来说,后处理虽然关键,但是难度并不大,属于一台需要细致测试的体力活。物理研磨方案在国内有无数的替代设备,基本上没有难度。化学解决方案,虽然有一点难度,而且目前全球解决方案也不多,不过真实原因或是是因为3D打印眼镜市场还不大,无法引起众多企业的关注而已。
(待续......) |