深度對(duì)話趙華——惠普的3D打印之路與展望

Formnext + PM South China 團(tuán)隊(duì)邀約到了3D打印行業(yè)巨頭之一的惠普3D打印與數(shù)字制造集團(tuán)中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人趙華先生為做專訪。本次與趙華先生的對(duì)話深入了解了惠普的3D打印發(fā)展之路，技術(shù)路線的選擇、經(jīng)典案例的分享以及其BJ技術(shù)全面剖析與未來(lái)展望等。

本次專訪將為助力中國(guó)3D打印發(fā)展以及BJ技術(shù)的落地提供重要的參考及啟示，惠普展位號(hào)：C127（6號(hào)館）。

△惠普在2022德國(guó)Formnext 3D打印展展位

Q1：HP從傳統(tǒng)制造轉(zhuǎn)向3D打印之路

趙華：惠普HP進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)今年正好40年，對(duì)于惠普從既有業(yè)務(wù)到6年前進(jìn)入3D打印行業(yè)特別是國(guó)內(nèi)制造業(yè)，我的感受是有幾個(gè)出發(fā)點(diǎn)。

首先，HP一直對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的獨(dú)特性和差異性有所認(rèn)知。從幾十年前作為首家落地國(guó)內(nèi)的硅谷科技企業(yè),發(fā)展到在國(guó)內(nèi)有自己的制造工廠、研發(fā)基地、營(yíng)銷中心，我們的電腦部門、家用打印機(jī)、激光產(chǎn)品、工業(yè)數(shù)碼印刷等專門針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)開發(fā)了本地化的產(chǎn)品和生態(tài)系統(tǒng)并獲得了很大成功，因此從3D打印部門創(chuàng)立伊始，很容易得到了公司總部的支持而為中國(guó)市場(chǎng)制定專門的戰(zhàn)略和目標(biāo)，HP中國(guó)經(jīng)歷了40年相對(duì)而言足夠了解和尊重中國(guó)市場(chǎng)的唯一性。

第二個(gè)出發(fā)點(diǎn)是HP有接近30年的工業(yè)打印和數(shù)字印刷基因，對(duì)于工業(yè)3D打印和工業(yè)數(shù)字印刷的終端客戶而言，關(guān)注點(diǎn)很大程度是相通的，特別是產(chǎn)能、質(zhì)量、可靠性、附加值和成本、應(yīng)用和技術(shù)的長(zhǎng)期可擴(kuò)展性幾個(gè)方面。對(duì)于HP來(lái)講，在這些方面我們有了非常成熟的對(duì)于大規(guī)模傳統(tǒng)工業(yè)制造的理解和積累，以及相應(yīng)的商業(yè)和國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)以及服務(wù)體系支撐。

第三，我們知道需要深入了解國(guó)內(nèi)的垂直行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)，更精準(zhǔn)的確定哪些國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒, 哪些不能照搬而需要我們重新開發(fā)挖掘驗(yàn)證, 并在眾多領(lǐng)域與國(guó)內(nèi)外的合作伙伴攜手發(fā)展。相對(duì)應(yīng)的，我們決定進(jìn)入3D打印的時(shí)候方向路線比較聚焦和明確，技術(shù)積累也比較深厚和集中，無(wú)論在聚合物高分子還是金屬打印方面，都是以實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品批量制造作為最終方向。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)這五六年的時(shí)間里我們也是經(jīng)過(guò)了市場(chǎng)拓展方向上的反復(fù)驗(yàn)證，也經(jīng)歷了很多3D打印品牌經(jīng)歷過(guò)的環(huán)節(jié)，就是如何去與理論和實(shí)際上均有裨益的各個(gè)應(yīng)用行業(yè)客戶、專家、機(jī)構(gòu)合作，一起重新創(chuàng)造增量市場(chǎng)，從而推進(jìn)對(duì)于增材制造這一生產(chǎn)方式在制造業(yè)的更廣泛采用等。

譬如說(shuō)，在2019年我們發(fā)現(xiàn)能夠帶給整體行業(yè)長(zhǎng)期受益的，是如何讓更多的零件滲透到終端用戶。為此我們通過(guò)與服務(wù)商和代工廠的合作，把更多的設(shè)計(jì)和制造可能性介紹到終端用戶。在初期, 對(duì)于類似途徑間接觸及的終端用戶而言，用戶未必一定確認(rèn)具體交付產(chǎn)品的制造工藝細(xì)節(jié)，但是用戶會(huì)解決了一些固有的痛點(diǎn), 逐步習(xí)慣了在某一個(gè)更快交期以某種成本拿到某種質(zhì)量性能合適的零件，從而會(huì)慢慢培育形成終端使用方的標(biāo)準(zhǔn)。如以前的零件一個(gè)乃至多個(gè)禮拜交付，現(xiàn)在一到兩天就可以交付，相對(duì)應(yīng)的，零件質(zhì)量滿足性能，交付周期更短，滿足終端組裝使用需求并帶來(lái)確定增值的時(shí)候,很多用戶會(huì)持續(xù)使用并主動(dòng)去了解這是基于什么制造方式技術(shù)，是否應(yīng)該在自己的設(shè)計(jì)階段也更多基于這種技術(shù)去做更合適的調(diào)整從而降本增效，乃至解放設(shè)計(jì)約束發(fā)揮產(chǎn)品層面的性能提升。在此基礎(chǔ)之上,我們同時(shí)與各方合作深入理解在其中涌現(xiàn)出集中的行業(yè)應(yīng)用, 能夠在更前沿的時(shí)候參與到整個(gè)方案的生命周期，從而作為可信可靠的合作方參與全程，并在有需要的時(shí)候與企業(yè)院校等用戶搭建其專有的3D打印設(shè)計(jì)驗(yàn)證或者教育中心等。

回顧過(guò)去四五年包括疫情期間，我們?cè)谡麄�(gè)市場(chǎng)終端用戶實(shí)際使用的零件和產(chǎn)品數(shù)量都是飛速增長(zhǎng)的,月均使用量增長(zhǎng)了數(shù)十倍,也參與和見證了很多小中大批量產(chǎn)品基于3D打印的落地與成長(zhǎng), 因此我們感覺3D打印的趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量化生產(chǎn)的直接應(yīng)用。

Q2：關(guān)于惠普3D打印技術(shù)路線的選擇

趙華：就像前面提到，選擇工業(yè)級(jí)別的3D打印是由HP對(duì)市場(chǎng)的展望，在工業(yè)制造方面的基因和數(shù)十年積累的噴墨打印技術(shù)決定的，我們注重的是各個(gè)垂直行業(yè)制造端的終端產(chǎn)品。當(dāng)決定進(jìn)入3D打印市場(chǎng)時(shí)，面對(duì)數(shù)萬(wàn)億級(jí)別的制造業(yè)市場(chǎng)，我們適合做什么，最適合的技術(shù)路線以及市場(chǎng)空間又是什么？這都是我們當(dāng)時(shí)考量的問(wèn)題。

基于工業(yè)2D數(shù)字印刷的基礎(chǔ)以及技術(shù)積累上，我們圍繞全輻面高速成型確認(rèn)了技術(shù)方向，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品方案也是基于這種方式衍生的多射流熔融MJF，如4200,5200,5420等，并通過(guò)端到端的自動(dòng)化與軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行繼續(xù)優(yōu)化和材料的擴(kuò)展(PA12, PA11, TPU, PP,PA12GB等等)。在非金屬領(lǐng)域的用戶層面，中批量小批量是一個(gè)快速增長(zhǎng)的切入點(diǎn)。雖然非金屬零件這部分在國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝非常多，如注塑加工等等，但這也促使了我們和用戶與合作伙伴一起更精準(zhǔn)的定義和落實(shí)細(xì)分價(jià)值。

在金屬打印方面，我們?cè)谧鰞?nèi)部調(diào)研的時(shí)候幾乎是與非金屬的啟動(dòng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)同步，選定的技術(shù)方向是圍繞在金屬Binder Jetting也就是粘結(jié)劑噴射這個(gè)方面，我們判斷這是一個(gè)中大批量產(chǎn)品直接制造同時(shí)解放設(shè)計(jì)約束并顯著減少碳排放的方向, 從而推出了規(guī)模生產(chǎn)級(jí)別的S100系列方案，然后再持續(xù)更新迭代, 并且從原材料和后處理方向推出更適合國(guó)內(nèi)的全開放合作戰(zhàn)略。

從整個(gè)產(chǎn)品解決方案的定位來(lái)講，我們通過(guò)MJF面向中小批量產(chǎn)品制造和原型驗(yàn)證的市場(chǎng)，金屬方面MetalJet面向中大批量的直接制造市場(chǎng)，各有機(jī)遇和專注。

Q3：HP在醫(yī)療行業(yè)的主要應(yīng)用方向以及案例

趙華：目前3D打印涉及的應(yīng)用行業(yè)非常多，醫(yī)療行業(yè)是3D打印技術(shù)應(yīng)用比較貼合且能夠?qū)?D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)最大化發(fā)揮的行業(yè)之一。因?yàn)檫@個(gè)行業(yè)可以用3D打印技術(shù)直接做終端產(chǎn)品，高附加值高溢價(jià)，同時(shí)無(wú)論是在醫(yī)院診所還是最終用戶端，需求非常符合高頻少量定制化的特點(diǎn)。

HP在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用案例是非常多的，包括全球和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。從我們非金屬產(chǎn)品線來(lái)講，目前已經(jīng)被比較廣泛應(yīng)用的切入點(diǎn)就是醫(yī)療康復(fù)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品、手術(shù)導(dǎo)板、齒科矯正以及醫(yī)療設(shè)備。在過(guò)去幾年里很多HP的國(guó)內(nèi)外醫(yī)療客戶開發(fā)了通過(guò)認(rèn)證的康復(fù)治療類的產(chǎn)品,如脊柱側(cè)彎矯形器、手臂術(shù)后恢復(fù)矯形器、義肢接受腔、定制化鞋墊等。這類產(chǎn)品能夠較為快速的突破進(jìn)入應(yīng)用，在完成相應(yīng)的行業(yè)和規(guī)定認(rèn)證后，同時(shí)也能快速滿足終端的需求并且給用戶帶來(lái)更精準(zhǔn)的治療或康復(fù)效果以及舒適滿意度等。在這些領(lǐng)域里，除了打印方案本身以外, HP也通過(guò)生物相容性的材料和全球的靈活合作模式以及全流程方案來(lái)輔助客戶的市場(chǎng)開拓。

而從金屬產(chǎn)品類別來(lái)講，在醫(yī)療領(lǐng)域我們目前大多的應(yīng)用案例是醫(yī)療器械和耗材類，如手術(shù)室的工具和植入輔助等, 因?yàn)轭愃坪芏嗥鞑目赡苌婕暗讲煌�的設(shè)計(jì)形態(tài)可以更好的輔助手術(shù)完成度或者器械效能等等。醫(yī)療產(chǎn)品的附加值比較高，它整個(gè)推廣的周期也相對(duì)較完整，現(xiàn)在是一個(gè)很好的時(shí)間節(jié)點(diǎn)， 因?yàn)橄喈?dāng)部分代表性項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)已經(jīng)原生性落地，有相對(duì)較為清晰的發(fā)展衍生路徑。

Q4：HP 在汽車行業(yè)的主要案例、應(yīng)用方向及建議

趙華：對(duì)于HP在汽車行業(yè)的應(yīng)用，全球范圍內(nèi)非金屬與金屬方向均較為清晰, 而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)我們目前以非金屬落地應(yīng)用居多, 金屬因?yàn)?022年剛在國(guó)內(nèi)發(fā)布因此在國(guó)內(nèi)的汽車行業(yè)多在開發(fā)驗(yàn)證階段。非金屬領(lǐng)域中設(shè)計(jì)試制最為常見，如與國(guó)內(nèi)的標(biāo)桿車企合作的車門和排風(fēng)管的設(shè)計(jì)等加快開發(fā)周期驗(yàn)證的產(chǎn)品, 以及基于TPU來(lái)制作的軟膠類零件，如動(dòng)力系統(tǒng)的管路和緩沖類部件等。在金屬方面，目前我們基于Binder Jetting技術(shù)的汽車零部件合作, 包括內(nèi)飾、動(dòng)力總成和電動(dòng)汽車的電氣轉(zhuǎn)換部分等。

國(guó)外汽車行業(yè)在金屬領(lǐng)域用BJ這種方式進(jìn)展更早, 部分可能是因?yàn)橹�前MIM金屬注射成型工藝在國(guó)外的汽車應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，相對(duì)而言到BJ是一個(gè)很直接的互補(bǔ)方式，可以基于同類型材料替換之前MIM不適合的產(chǎn)品，或者對(duì)于開發(fā)周期迭代要求較高的零件。在我們國(guó)內(nèi)，傳統(tǒng)的金屬注射成型在3C等領(lǐng)域的覆蓋面要更廣于汽車醫(yī)療等行業(yè)，相對(duì)應(yīng)的我們也在與行業(yè)生態(tài)鏈攜手加快這幾個(gè)領(lǐng)域進(jìn)程的切入點(diǎn)。

汽車行業(yè)的特點(diǎn)是供應(yīng)鏈比較長(zhǎng)和完整，從一級(jí)、二級(jí)到三級(jí)供應(yīng)商等等，我們國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的基礎(chǔ)制造和成本管控能力是非常強(qiáng)的, 因此從整個(gè)3D打印推進(jìn)的角度會(huì)有一個(gè)遞進(jìn)的過(guò)程。國(guó)內(nèi)汽車主機(jī)廠OEM端大多具備3D打印試制和原型設(shè)計(jì)等團(tuán)隊(duì)，但是在其中對(duì)于通過(guò)主機(jī)廠的各級(jí)供應(yīng)商將3D打印產(chǎn)品作為一個(gè)量產(chǎn)的方式應(yīng)用到終端產(chǎn)品, 進(jìn)而帶來(lái)整體的系統(tǒng)或分系統(tǒng)性能提升, 就這一場(chǎng)景的終端落地來(lái)說(shuō)，可能是要小于在醫(yī)療或者消費(fèi)電子等行業(yè)的終端使用比例。

對(duì)于BJ金屬注射成形技術(shù)本身，我們也在更精確的驗(yàn)證有明顯附加值意義的零部件。目前我感覺有兩個(gè)明顯發(fā)展方向，就是散熱以及電氣轉(zhuǎn)換相關(guān)的子系統(tǒng), 譬如在新能源汽車行業(yè)，它本身重新設(shè)計(jì)的概率比較大，對(duì)于有助于提高能源使用率等設(shè)計(jì)直接運(yùn)用的概率也大。譬如圍繞電池和儲(chǔ)能模組的散熱，通過(guò)這種新的設(shè)計(jì)提高整個(gè)既定功率下的使用周期進(jìn)而受益到續(xù)航能力。此外因?yàn)樾履茉雌�車有很多電源轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)3D打印的方式基于易導(dǎo)電的原料開發(fā)的零件，在局部進(jìn)行設(shè)計(jì)，在加工環(huán)節(jié)由于減少了觸點(diǎn)環(huán)節(jié)，因此在電氣上的轉(zhuǎn)換效率會(huì)有提升, 也是對(duì)于3D打印的價(jià)值一個(gè)印證。

整體來(lái)講汽車行業(yè)的很多終端直接應(yīng)用還處于爬坡驗(yàn)證階段，盡管未必在大批量量產(chǎn)，但也為我們指引了大致的發(fā)展方向。

Q5：關(guān)于HP的BJ技術(shù)應(yīng)用中經(jīng)典案例分享

趙華：有一個(gè)金屬與非金屬在垂直細(xì)分行業(yè)結(jié)合的案例想分享一下。

高爾夫揮球在操作上會(huì)有一些重力的分配，球頭設(shè)計(jì)的優(yōu)化會(huì)直接帶來(lái)部分性能的改變。傳統(tǒng)加工技術(shù)不是很容易實(shí)現(xiàn), 當(dāng)通過(guò)3D打印的技術(shù)去重新設(shè)計(jì)，前后經(jīng)歷了數(shù)年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)零件級(jí)別的測(cè)試、組裝之后的各種可靠性測(cè)試，表面效果等等，貫穿了完整的產(chǎn)品生命周期。從最開始設(shè)計(jì)需求性能反推到原型做多次的迭代，然后到有了產(chǎn)品到組裝，最終到了產(chǎn)品的發(fā)布，3D打印在其中的作用就像隱型冠軍的助推器。

這案例的成功給予了我們信心，說(shuō)明只要有一個(gè)完整推動(dòng)的誘因，其實(shí)很多細(xì)分產(chǎn)業(yè)是可以從頭做到尾的。同樣對(duì)于確定性很高的性能提升的追求，是一個(gè)多方受益的局面, 而最終用戶也會(huì)因此通過(guò)比傳統(tǒng)制造高一些溢價(jià)的新技術(shù)來(lái)開發(fā)和生產(chǎn)他們產(chǎn)品。

Q6：關(guān)于BJ在傳統(tǒng)制造業(yè)推廣中面對(duì)的挑戰(zhàn)

趙華：關(guān)于BJ技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)和痛點(diǎn)，或者是很多3D打印技術(shù)的共同挑戰(zhàn)，其實(shí)還是產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本和產(chǎn)出率這三個(gè)點(diǎn)。

我的觀點(diǎn)在這三個(gè)要素之中最重要的是從端到端的終端良率問(wèn)題，因?yàn)楫a(chǎn)能在一定程度上是可以不停通過(guò)迭代來(lái)提升的；成本來(lái)講，可以通過(guò)與材料的合作與兼容來(lái)提升量級(jí)從而降低成本。但是端對(duì)端的良率控制需要長(zhǎng)期來(lái)改善，同時(shí)也反向要求我們的產(chǎn)品一定是非常工業(yè)化的解決方案，要能夠解決每天在不同設(shè)備，不同時(shí)間段上做出來(lái)的產(chǎn)品的超高一致性。

對(duì)于BJ來(lái)講和其他路線不一樣的地方是它天然面向大批量生產(chǎn)的，因此就要求產(chǎn)品的良率達(dá)到傳統(tǒng)規(guī)模制造的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)方案才有更廣袤市場(chǎng)。這是在我看來(lái)目前最高的優(yōu)先級(jí),相信我們很多同行也看到了這個(gè)挑戰(zhàn)并在持續(xù)改善。

Q7：HP 對(duì)BJ技術(shù)的市場(chǎng)展望
趙華：關(guān)于BJ這個(gè)技術(shù)，我個(gè)人的認(rèn)知也是在一直學(xué)習(xí)中。我們判斷這個(gè)技術(shù)很適合做中大批量的產(chǎn)品，所以我們花了大量的資源去實(shí)踐中證明這個(gè)技術(shù)的量產(chǎn)一致性、高良率、自動(dòng)化方案和成本持續(xù)可控，因此用戶可以基于對(duì)于量產(chǎn)能力的信心而發(fā)揮3D打印所帶來(lái)的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)。

我們目前落地的項(xiàng)目有很多產(chǎn)品數(shù)量高達(dá)萬(wàn)到10萬(wàn)級(jí)這個(gè)量級(jí)，即使在采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式完全一樣的設(shè)計(jì)下，同樣得到驗(yàn)證BJ技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的零件和傳統(tǒng)制造的零件整體全鏈條成本接近，良率接近，同時(shí)顯著節(jié)省了交付周期和后期加工時(shí)間，而且材料利用率更高也更符合全流程降低碳排放的方向, 并且從根本上釋放了通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化來(lái)進(jìn)一步降本增效減碳的可能性。

說(shuō)到碳排放的問(wèn)題，未來(lái)BJ這項(xiàng)技術(shù)路線所生產(chǎn)的零件產(chǎn)品相對(duì)于很多傳統(tǒng)制造而言在能耗和原材料使用率是有天然優(yōu)勢(shì)的，在未來(lái)碳中和碳指標(biāo)稅等國(guó)內(nèi)外政策的影響下，BJ技術(shù)也是未來(lái)生產(chǎn)零件的重要技術(shù)儲(chǔ)備方向。

Q8：關(guān)于HP 自動(dòng)化生產(chǎn)的建設(shè)

趙華：自動(dòng)化這個(gè)方向以及整套自動(dòng)化解決方案，從多年前的產(chǎn)品規(guī)劃和后期落地階段貫穿始終，無(wú)論是金屬或是非金屬方面, 我們都致力于給用戶提供合適的選項(xiàng)，這樣最大化整體解決方案的適配性和規(guī)模量產(chǎn)的一致性和經(jīng)濟(jì)型。

Q9：HP 對(duì)于國(guó)內(nèi)BJ競(jìng)爭(zhēng)格局的看法

趙華：與國(guó)內(nèi)的幾個(gè)BJ的品牌廠商以及上下游合作方，我們過(guò)去幾年持續(xù)交流都很多也互相很尊重，大家都有一致的想法和共識(shí)，就是為了做規(guī)模量產(chǎn)的增量市場(chǎng)。市場(chǎng)足夠大，這個(gè)時(shí)候需要攜手開創(chuàng)。