专访：无锡微纳3D打印精密制造项目，总投资5亿元，目标年产值超10亿_【南极熊3D打印】

10微米级别的精密制造...

2018年6月20日，摩方高精密增材制造项目在无锡举行了签约仪式。南极熊作为3D打印专业媒体，现场采访了核心人员。

据了解，摩方高精密增材制造项目落户于锡山经济技术开发区精密机械产业园，总投资5亿元人民币。它专业主攻全球技术领先的微纳尺度3D打印，将建设面向国家及世界重大需求的具有国际影响力和竞争力的国家级创新研究院，以及精密光学器件生产线，并最终建成规模不低于四条3D材料打印生产线，形成量产后年产值规模不低于10亿元人民币。

（南极熊认为，如果可以真正在某一个领域进行市场化应用，微纳尺度3D打印产值轻轻松松年产值超过10亿元，精密部件往往单价高、需求量也大。）

南极熊对摩方联合创始人、首席科学家方绚莱教授，摩方美国公司总经理夏春光博士进行了专访。通过这个专访，能够让你看到，全球顶尖的微纳米尺度3D打印企业对于精密制造技术未来前景的深度解读。

Δ摩方联合创始人、首席科学家方绚莱教授（中）与摩方美国公司总经理夏春光博士（右）接受南极熊（左）采访

提到摩方材料，用一句话评论就是，这是一家微纳尺度3D打印及颠覆性精密加工能力解决方案提供商。摩方材料是一家很年轻的高新技术企业，于2016年在中国深圳、美国波士顿及香港同步创立。公司核心技术团队由公司联合创始人兼麻省理工学院终身教授方绚莱教授领导。目前，在摩方担任资深科学家的有美国工程院院士、光学专家William Plummer教授，及被誉为“全球眼镜学之父”的Mo Jalie教授。

微纳米尺度3D打印是目前全球最前沿的先进制领域之一。复杂三维微纳结构在微纳机电系统、精密光学、生物医疗、组织工程、新材料、新能源、高清显示、微流控器件、微纳光学器件、微纳传感器、微纳电子、生物芯片、光电子和印刷电子等领域有着巨大的产业需求。

摩方的微纳米级3D打印技术被《麻省理工科技评论》列为2015 年全球10大颠覆性技术突破第二名，也是该领域公认的全球4支前沿团队中唯一的华人团队。跟随项目同时落户无锡的还有摩方公司近40人的研发团队，其中博士近20名。

Δ微纳米尺度 3D 打印

微纳制造，精密必现

大家都知道，传统的切削加工，包括机械、激光、超声切削，属于减材制造。减材制造最难以实现的部分之一体现在装配上。尤其是在微尺度结构领域，增材制造去除了组装的难度，甚至能够取代装配的步骤。在打印精度方面，传统加工制造很难达到比较高的精度，而微观的打印能够轻易地达到10微米以下。

Δ三维点阵模型

Δ微型弹簧

Δ超高XY打印精度

3D打印的潜在优势，体现在批量的个性化制造。在宏观领域，相对比较难实现批量制造；而微结构的3D打印领域，为大规模个性化制造提供了可能性。方绚莱教授为我们举了一个例子：第一代的集成电路只有4个单元，经过几十年的发展，如今的集成电路有几千万个单元，这是随着科技进步精细度不断提升的结果。又比如，手机上的相机成本可以做到几美元一个，而传统的单方相机还是几千美元。3D打印的微观精密结构就在这些领域体现出了它的价值。

Δ微缩艺术品：唐代佛像

Δ微缩艺术品：无锡玉飞凤

Δ生物支架

Δ三维点阵模型

独特的精密制造3D打印材料：未来前景无限

南极熊曾经报道过方绚莱教授研发的受热收缩的3D打印超材料。方绚莱教授告诉南极熊，除了这种受热收缩的超材料，最近Nature杂志刊登了一项新的研发成果：磁性机器人。利用磁场驱动的机器人能够在很短的时间里改变其构型，按照预见设计好的方式进行形变。这种快速响应、利用磁场驱动的特性，只有在微观条件下才能实现，在宏观领域无法找到这样的例子。只有尺寸做到足够小，反应速度才能提升，对外场的响应形变才能更明显。

Δ负热膨胀多材料样件

不是竞争对手，而是重要补充

我们知道德国公司Nanoscribe，与摩方的技术路线类似，2017年收入已达几千万美元，销售了150套设备，主要来自于3D打印机销售及微制造服务。

Nanoscibe的技术路线虽然与摩方相似，但针对的是不同的用户。在南极熊看来，Nanoscribe虽然可以达到几百纳米，但是工业应用不需要这么精细，有的小于10微米的精度就已经足够。在大部分的工业应用里，我们不需要200纳米的机器去做5微米的物件。

在目前阶段，虽然Nanoscibe已经卖出了150套设备，但是在市场上远远没有被满足。在摩方看来，工业领域市场还有更大的需求，有着非常广阔的应用空间。摩方真正的目标并不是取代Nanoscibe，而是要取代数控机床、注塑方式来生产加工的设备。因此需要更多的用户来理解、合作，扩大认知程度。只有3D打印真正融入生产链，这个市场才能被培育起来。

据南极熊市场调研，深圳摩方材料科技有限公司自主研发的3D打印系统已被美国麻省理工学院（M.I.T）、阿联酋Masdar Institute、南京大学、西安交通大学、中国科学院纳米所、香港城市大学等世界顶级科研机构使用。

Δ摩方材料3D打印设备nanoArch P140，采用PμLSE（面投影微立体光刻）技术，用于实现高精度多材料微纳尺度3D打印的设备。通过将紫外光投影到液态树脂表面使其固化，逐层累加从而完成产品的制作。通过一次曝光可以完成一层的制作。

前景无限的3D打印高精度眼镜片

中国框架镜片市场年均销售额600亿元，其中镜片市场180亿元（相比之下，整个中国3D打印市场还达不到100亿元），中国企业却只能通过简单的“来料加工”获得10%的营业收入，而技术含量较高的镜片设计、驱动控制软件、模具加工、合成高折射树脂材料等环节，均被美国、欧洲、日本等境外公司掌控，90%被国外厂商拿走。3D打印镜片，将是一个重大的技术应用突破。

摩方作为精准验光私人定制镜片的创新企业，提出“五度间隔、两度公差”的精准验光理念，将先进视光功能镜片设计与国际前列的微纳米高精密制造技术相结合，为公众带来全新的验光体验，使更健康、更符合人体需求的定制化镜片。

Δ摩方材料3D打印镜片，光学性能达到眼镜片级别

传统加工方式非常复杂，而目前最新的镜片加工方式是计算机数控加工，主要包含单点金刚石加工和微纳米高精密3D打印这两种技术。然而，能实现表面为任何形状的自由曲面的制造，如非环曲面和渐进表面，最好的解决方案便是微纳米高精密3D打印技术。

南极熊了解到，自由曲面镜片用传统工艺很难实现、造价不菲，但摩方的技术仅用四小时就完成了制造，且成本跟普通镜片差不多。3D打印镜片对于眼镜行业的意义犹如活字印刷对于出版业的意义，这种新技术能带来更快、更经济、更灵活、更准确的镜片生产。我们相信这种技术能够让视力障碍患者获得更舒适、光明的未来。

未来：更多应用

在其它领域，摩方还处于更早期的阶段，但是我们已经看到了无限前景。微纳3D打印能实现的精密器件数不胜数，例如心血管支架、内窥镜、特定的电子接插件等。这些领域与国内的产业链结合，还需要一定时间。这次在无锡成立研究院，会大大加速合作应用的推广方式，推进我们国家的微纳尺寸3D打印应用。

Δ电子接插件（左）与血管支架（右）

Δ生物支架

据摩方美国公司总经理夏春光博士介绍，下一步摩方会进入接插件领域，比如光纤、通讯设备等。这些工业部件能达到100微米的精度，比头发丝略细。以通讯设备制造商为例，设计接插件的金属模具需要几万、十几万美元，而修改模具也是一个繁复的过程，每一次微小的修改都需要两三千美元，短则两三周，长则两三个月。3D打印使所需结构的成型更加容易，只需要几小时就可以实现直接制造。并且能实现更复杂的设计，并且和传统加工方法比，成本大大降低。

Δ电子接插件（正面）

Δ电子接插件（背面）

和所有新兴技术一样，微纳3D打印正变得更加精密、功能更强大、成本更低。当然新的技术出现时，也会面对一定的挑战。南极熊看好摩方材料，相信微纳米尺度3D打印能够在更多领域发挥出更大的价值。