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      德國不乏先鋒。3D 金屬打印技術(shù)開發(fā)企業(yè) Concept Laser 有限公司便是其中之一。該公司在 2012 年即已進(jìn)駐中國寧波。對這家設(shè)備制造商而言，中國是其未來最重要的市場之一。

      “我們了解并非常重視中國所具有的潛力，”Concept Laser 有限公司創(chuàng)始人和業(yè)務(wù)管理合伙人 Frank Herzog 先生說。這家創(chuàng)建于十五年前的企業(yè)開發(fā)出了一種新的金屬激光熔融增材制造技術(shù)，該技術(shù)今天以“3D 金屬打印”的名稱為世人所知。 從2012 年開始，Concept Laser開始進(jìn)軍中國市場，并首先和一家長期從事注塑模具業(yè)務(wù)的寧波公司達(dá)成兄弟合作伙伴關(guān)系。同時，Concept Laser 還積極開拓自己的銷售渠道，建立自己的銷售網(wǎng)絡(luò)。考慮到中國市場的特殊地位和重要性，Concept Laser 有意在不久的將來在中國建立自己的子公司，獨(dú)立開展業(yè)務(wù)。

      圖1：Concept Laser 在寧波的展示廳，里面裝配了一臺 Mlab cusing。

      圖2：Concept Laser寧波展示廳，技術(shù)服務(wù)人員正在Mlab cusing設(shè)備前工作. Concept Laser未來在上海的獨(dú)立子公司將配備有一個大型展示廳，以方便客戶能夠隨時體驗(yàn)所有機(jī)器的使用過程和對他們的員工進(jìn)行培訓(xùn)。

      Concept Laser計劃將在上海建立起自己獨(dú)立的子公司。Concept Laser 合伙人、銷售與營銷總監(jiān) Oliver Edelmann先生表示：“我們希望比目前更快的速度去接觸我們的客戶，向他們提供Concept Laser的機(jī)器以及備件。”Concept Laser未來在上海的獨(dú)立子公司將配備有一個大型展示廳，以方便客戶能夠隨時體驗(yàn)所有機(jī)器的使用過程和對他們的員工進(jìn)行培訓(xùn)。Oliver Edelmann 繼續(xù)說道：“上海子公司將成為Concept Laser進(jìn)入整個亞洲地區(qū)的橋梁。”

      圖3：Concept Laser 寧波基地的入口

      互相學(xué)習(xí)

      Frank Herzog先生和Oliver Edelmann先生，作為Concept Laser的主要負(fù)責(zé)人均表示，中國不僅僅只是其產(chǎn)品的銷售市場，同時還認(rèn)為這里將會有很多新的合作機(jī)會。Oliver Edelmann說：“中國企業(yè)有很多地方值得我們學(xué)習(xí)。我覺得他們對新事物和創(chuàng)新的態(tài)度非常開放。”而恰恰在高度重視安全性的航空工業(yè)，這個Concept Laser重要的目標(biāo)市場，引入新技術(shù)是一個非常困難的過程。“增材制造技術(shù)需要我們轉(zhuǎn)換思維，”Frank Herzog 說，“幾何數(shù)據(jù)不重要，重要的是思維和設(shè)計，這也是人們所說的面向制造進(jìn)行設(shè)計（Design for Manufacturing）的原因。 ”

      圖4：Concept Laser 有限公司執(zhí)行合伙人 Frank Herzog先生

      Concept Laser 3D 金屬打印所從事的是極具創(chuàng)新性的工業(yè)制造。和傳統(tǒng)工藝不同，它是一種無需模具的產(chǎn)品制造方法，重要的是設(shè)計和材料的選擇，以及仿生學(xué)知識的應(yīng)用。這種制造方法的巨大優(yōu)勢尤其體現(xiàn)在成型自由度、輕量化潛力、無限的功能集成方式、資源節(jié)約型的制造過程以及快速且成本相對較低的生產(chǎn)。若要完全發(fā)揮這種制造方法的潛力，第一步需要優(yōu)化設(shè)計，甚至可能要修改材料。Frank Herzog介紹說：“只有這樣才能實(shí)現(xiàn)最佳的輕量化結(jié)構(gòu)。”

      在Frank Herzog和Oliver Edelmann看來，中國人對創(chuàng)新型制造方法抱有非常開放的態(tài)度，決策過程迅速、果斷。而且中國很多企業(yè)都具備相當(dāng)?shù)呢斄Γ軌驁远ú灰频赝七M(jìn)新技術(shù)的發(fā)展。因此，F(xiàn)rank Herzog先生：“在很多方面，我們都需向中國企業(yè)學(xué)習(xí)。”

      圖 5：Concept Laser 合伙人、銷售與營銷總監(jiān)Oliver Edelmann先生

      圖 6：Concept Laser 管理層：Frank Herzog先生、Kerstin Herzog女士和 Oliver Edelmann先生

      3D 金屬打印技術(shù)的先鋒和發(fā)展推動者

      在2000 年 Concept Laser 成立的時候，市場上3D 金屬打印還是個新鮮事物。那時還只有激光燒結(jié)技術(shù)，幾乎可以說是在烤金屬粉末，產(chǎn)品的表面質(zhì)量和穩(wěn)定性都無法滿足眾多潛在用戶的要求。但 Frank Herzog 卻對這種幾乎是從無到有的隨心所欲的金屬成型理念很感興趣，并全身心地投身到該課題的研究當(dāng)中。

      他的研究顯示，可以用 Nd:YAG 激光（摻釹釔鋁石榴石激光）代替常用的 CO2 激光將鋼粉末完全熔化而不僅僅是燒結(jié)。當(dāng)時這位年輕的工程師還一點(diǎn)都沒有要自己進(jìn)行制造設(shè)備的念頭。但在所有激光燒結(jié)設(shè)備制造商拒絕與他合作之后，他決定自己創(chuàng)辦公司，Concept Laser由此誕生。

      一年之后，F(xiàn)rank Herzog 已能夠在 Euromold 2001 上介紹世界上首臺3D 金屬打印機(jī)，并在一年之后交付使用：即所謂的 M3 linear。這項技術(shù)被命名為 LaserCUSING。“我們采用‘LaserCusing’這個詞，是為了在名稱中就明確表示，我們的方法是真正的激光熔融，而不僅是激光燒結(jié)。”Frank Herzog 解釋道。Cusing 由 Concept 和 Fusing 這兩個詞組合而成，后者即為英語的熔融。

      如今，Concept Laser 公司已成為金屬激光熔融領(lǐng)域的市場領(lǐng)導(dǎo)者之一。其機(jī)器解決方案涵蓋小型設(shè)備（50x50x80mm3）直至世界最大的同類型設(shè)備（800x400x500mm3）。在采用多激光器技術(shù)之后，目前制造速度也有了明顯的提升。在質(zhì)保和質(zhì)量監(jiān)控方面 Concept Laser 也同樣是領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)之一，并且可以提供用于過程監(jiān)控的先進(jìn)工具。

      整體而言，Concept Laser 15 年的發(fā)展歷史就是 15 年成功的工藝開發(fā)史。公司擁有自己的研究與開發(fā)部門，部門員工超過 50 人。此外，Concept Laser 有限公司還與大學(xué)、科學(xué)技術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)企業(yè)展開眾多的研究與開發(fā)合作。現(xiàn)在，公司已擁有 50 多項已獲批準(zhǔn)的專利，并且還有大約 100 項專利正在申請中，其中大部分專利申請有望不久即可獲得批準(zhǔn)。公司申請專利的發(fā)明數(shù)量整體呈持續(xù)上升趨勢。

      圖 7：使用中的多激光器技術(shù)

      聚焦航空、醫(yī)療和牙科技術(shù)

       Concept Laser 認(rèn)為在中國，尤其是航空工業(yè)以及醫(yī)療和牙科技術(shù)領(lǐng)域?qū)ζ洚a(chǎn)品需求會很大。因?yàn)椋@些行業(yè)對于其所需的各類部件往往批量相對較小，采用常規(guī)制造方法不僅成本高昂且成品也不是非常理想。例如在航空制造領(lǐng)域，生產(chǎn)那些具有超輕和仿生特征的部件產(chǎn)品。Frank Herzog介紹說：“使用 3D 金屬打印技術(shù)，我們可以制造出用料最省的造型，同時可通過其形狀準(zhǔn)確地吸收產(chǎn)生的力。”3D金屬打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)工藝更加節(jié)省材料，這是其一大核心亮點(diǎn)，Oliver Edelmann表示：“今天人們用最昂貴的材料制造飛機(jī)零件，但其中有百分之八十至九十變成了切屑，真是瘋了！純屬浪費(fèi)！”

      圖 8：飛機(jī)制造中的新重量：輕量化潛力非常高

      再例如，在牙齒制造技術(shù)領(lǐng)域，人們所需的產(chǎn)品，數(shù)量通常只需要 1 件，因此在該領(lǐng)域，激光熔融技術(shù)也具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢。使用3D打印技術(shù)可以毫不費(fèi)力地同時制造大量各不相同的齒冠，不僅可做出極其復(fù)雜的形狀，而且還進(jìn)行了底切加工，這對于傳統(tǒng)的切削工藝來說，必須經(jīng)過匹配才能進(jìn)行這項加工。Oliver Edelmann說：“一些中國生產(chǎn)假牙的企業(yè)已意識到這一點(diǎn)并成功應(yīng)用了這項技術(shù)。”在醫(yī)療行業(yè)，除了生物相容性材料（例如鈦）的使用，形狀自由度和多樣性也具有重要意義。而3D打印技術(shù)可精確地根據(jù)病人個體的疾病情況進(jìn)行匹配和生產(chǎn)植入物。

      面向工業(yè)要求的設(shè)計

      Concept Laser 的設(shè)備能夠滿足工業(yè)制造的所有要求。Frank Herzog介紹說：“在開發(fā)產(chǎn)品的時候，我們始終站在工業(yè)工具和模具制造商的角度思考問題，而不是從原型制造商的實(shí)驗(yàn)角度。因?yàn)槲覀兊母驮谀抢铩?rdquo;開發(fā)出新產(chǎn)品后，兄弟公司總是會立即在工業(yè)條件下自己率先使用。現(xiàn)在，在工藝技術(shù)最終跨越了從原型制造到工業(yè)量產(chǎn)的門檻之后，人們正從中獲益。

      “在今天我們所處的階段，”Frank Herzog 說，“很多行業(yè)正密集地采用增材制造技術(shù)。航空和航天工業(yè)甚至已完成了完全的范式轉(zhuǎn)變。”與尚處于起步階段的創(chuàng)業(yè)企業(yè)相比，Concept Laser 的工業(yè)背景讓其擁有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢。Oliver Edelmann說：“我們從一開始就必須應(yīng)對工業(yè)要求。這對易用性、安全性、質(zhì)量和過程監(jiān)控產(chǎn)生了影響。我們甚至考慮了像貨物裝卸或者重要安全區(qū)域的嚴(yán)格空間分隔這樣的問題，例如部件提取區(qū)域加工過程室的分隔。”Concept Laser 的所有機(jī)器解決方案均遵照 ATEX 安全指令進(jìn)行設(shè)計。此外，所采用的均是品牌元器件。

      在成立的第 15 年，Concept Laser 創(chuàng)造了一個又一個記錄。剛剛榮膺巴伐利亞州經(jīng)濟(jì)最成功且最創(chuàng)新的 50 家企業(yè)之一，其 2014 年的銷售額即增長了 75% 達(dá)到 4400 萬歐元。這一成績的取得來自于公司 110 名員工共同努力。對于2015年，管理層依然樂觀，Concept Laser 負(fù)責(zé)財務(wù)與人事的共同創(chuàng)始人和股東 Kerstin Herzog 女士表示：“我們的銷售額還會繼續(xù)上升。”

      Concept Laser 的所有生產(chǎn)基本上是在其位于德國巴伐利亞州利希滕費(fèi)爾斯（Lichtenfels）的總部完成，巴伐利亞是德國最南端且以經(jīng)濟(jì)實(shí)力而聞名的州。最近公司新建了一個生產(chǎn)車間，以滿足來自全球市場強(qiáng)勁的增長需求，生產(chǎn)能力每年將可達(dá) 250 臺設(shè)備。Frank Herzog說：“我們具有很高的垂直整合度，從而可長期保證我們系統(tǒng)的耐久性和堅固性，而這些我們只有在總部這里才能做到。”

      圖 9：X line 2000R，一臺具有世界最大結(jié)構(gòu)空間（800x400x500mm3） 和最強(qiáng)激光功率（2x1000W）的設(shè)備。

      Concept Laser 簡介

      Concept Laser 有限公司目前可提供四種不同的 3D 金屬打印設(shè)備，其激光功率在 100 W 和 2x1000 W 之間。配有雙激光器的最大設(shè)備，其結(jié)構(gòu)空間為 800x400x500mm3，結(jié)構(gòu)容積在 0.6 和 160 l 之間。以下材料可供使用：不銹鋼、耐熱工具鋼、不銹工具鋼、鋁和鈦合金、鎳基合金、鈷鉻及各種特種合金。在2014年，Concept Laser 在其所有110 名員工的共同努力下實(shí)現(xiàn)了 4400 萬歐元的銷售業(yè)績，收到110臺設(shè)備訂單。目前，其設(shè)備的全球安裝基數(shù)已超過 400 臺。擁有一個覆蓋全球的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，可專門為客戶提供機(jī)器、備件和服務(wù)。在美國，Concept Laser 已擁有一家子公司。

      (www.concept-laser.de)