德國(guó)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(guó)寧波。對(duì)這家設(shè)備制造商而言，中國(guó)是其未來最重要的市場(chǎng)之一。 

“我們了解并非常重視中國(guó)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(guó)市場(chǎng)，并首先和一家長(zhǎng)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(shí)，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)?？紤]到中國(guó)市場(chǎng)的特殊地位和重要性，Concept Laser有意在不久的將來在中國(guó)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(tái) 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(gè)大型展示廳，以方便客戶能夠隨時(shí)體驗(yàn)所有機(jī)器的使用過程和對(duì)他們的員工進(jìn)行培訓(xùn)。

Concept Laser計(jì)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(yíng)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(gè)大型展示廳，以方便客戶能夠隨時(shí)體驗(yàn)所有機(jī)器的使用過程和對(duì)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(gè)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(guó)不僅僅只是其產(chǎn)品的銷售市場(chǎng)，同時(shí)還認(rèn)為這里將會(huì)有很多新的合作機(jī)會(huì)。Oliver Edelmann說：“中國(guó)企業(yè)有很多地方值得我們學(xué)習(xí)。我覺得他們對(duì)新事物和創(chuàng)新的態(tài)度非常開放?！倍∏≡诟叨戎匾暟踩缘暮娇展I(yè)，這個(gè)Concept Laser重要的目標(biāo)市場(chǎng)，引入新技術(shù)是一個(gè)非常困難的過程?！霸霾闹圃旒夹g(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(jì)，這也是人們所說的面向制造進(jìn)行設(shè)計(jì)（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(jì)和材料的選擇，以及仿生學(xué)知識(shí)的應(yīng)用。這種制造方法的巨大優(yōu)勢(shì)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(duì)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(jì)，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(guó)人對(duì)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(guó)很多企業(yè)都具備相當(dāng)?shù)呢?cái)力，能夠堅(jiān)定不移地推進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展。因此，Frank Herzog先生：“在很多方面，我們都需向中國(guó)企業(yè)學(xué)習(xí)?！?/span>

圖 5：Concept Laser 合伙人、銷售與營(yíng)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(dòng)者

在2000 年 Concept Laser 成立的時(shí)候，市場(chǎng)上3D 金屬打印還是個(gè)新鮮事物。那時(shí)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(duì)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(shí)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，Frank Herzog 已能夠在 Euromold 2001 上介紹世界上首臺(tái)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(xiàng)技術(shù)被命名為 LaserCUSING?！拔覀儾捎谩?/span>LaserCusing’這個(gè)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)?！?/span>Frank Herzog 解釋道。Cusing 由 Concept 和 Fusing 這兩個(gè)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(chǎng)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(xiàng)已獲批準(zhǔn)的專利，并且還有大約 100 項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中，其中大部分專利申請(qǐng)有望不久即可獲得批準(zhǔn)。公司申請(qǐng)專利的發(fā)明數(shù)量整體呈持續(xù)上升趨勢(shì)。 

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(guó)，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(huì)很大。因?yàn)?，這些行業(yè)對(duì)于其所需的各類部件往往批量相對(duì)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(shí)可通過其形狀準(zhǔn)確地吸收產(chǎn)生的力?！?/span>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(shì)。使用3D打印技術(shù)可以毫不費(fèi)力地同時(shí)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(duì)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(xiàng)加工。Oliver Edelmann說：“一些中國(guó)生產(chǎn)假牙的企業(yè)已意識(shí)到這一點(diǎn)并成功應(yīng)用了這項(xiàng)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(gè)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(jì)

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(shí)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?。”開發(fā)出新產(chǎn)品后，兄弟公司總是會(huì)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。 

在成立的第 15 年，Concept Laser 創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)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(zhǎng)了 75% 達(dá)到 4400 萬歐元。這一成績(jī)的取得來自于公司 110 名員工共同努力。對(duì)于2015年，管理層依然樂觀，Concept Laser 負(fù)責(zé)財(cái)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(huì)繼續(xù)上升?！?nbsp;

Concept Laser 的所有生產(chǎn)基本上是在其位于德國(guó)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(guó)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(gè)生產(chǎn)車間，以滿足來自全球市場(chǎng)強(qiáng)勁的增長(zhǎng)需求，生產(chǎn)能力每年將可達(dá) 250 臺(tái)設(shè)備。Frank Herzog說：“我們具有很高的垂直整合度，從而可長(zhǎng)期保證我們系統(tǒng)的耐久性和堅(jiān)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(tái)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(jiǎn)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(jī)，收到110臺(tái)設(shè)備訂單。目前，其設(shè)備的全球安裝基數(shù)已超過 400 臺(tái)。擁有一個(gè)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(guó)，Concept Laser 已擁有一家子公司。