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这个 00 后,想把 3D 打印机做成「家用电器」

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发表于 2023-2-2 23:38:34 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 江苏常州
你的生活中有没有遇到过这些场景:柜子里的手办总是差了那几个,手机支架要用的时候找不到了,给朋友定制的礼物迟迟送不来……如果你也曾经被这些问题困扰,拥有一台桌面 3D 打印机,或许是个不错的选择。
2 n4 n8 V+ C) D+ c( @1 j# {# D3 D+ Y$ j事实上,距离第一台消费级 3D 打印设备 FORM 1 上线众筹,已经过去了 11 年。但是对于很多人来说,3D 打印,仍然是一个熟悉又陌生的词汇——看到了不少视频,却从没想过自己也买一个。
# C+ |0 V9 @! e: n「对于 3D 打印机的选购意见,我只有三个字,不要买。」说这句话的,是 B 站 up 主「何同学」。在他 2022 年更新的一期视频里,他展示了跟 3D 打印机斗智斗勇的过程:3D 打印机买回来,发现是一堆零件需要要自己组装;前一天晚上让 3D 打印机工作,第二天模型没打出来,打印机坏了。
, A4 J' ^* H' d" n( t9 s市面上大部分的 3D 打印机,对绝大多数的用户来说,使用门槛是非常高的。就像何同学在视频里所说的,「即使是在 2022 年,3D 打印机也只有爱好者,没有消费者」。
) u  q4 }1 y( i5 L! y近些年来,消费级 3D 打印机的发展遇到了十分明显的瓶颈,价格高昂、操作上手难、打印精度差。而在这个时候,一家名为「魔芯科技」的公司却放出豪言,称要把 3D 打印机做成消费电子产品,让没有任何技术基础的用户也能用上。
9 i0 ?8 F2 d# o6 S3 \, y+ x2 U& k更有意思的是,魔芯科技不只是梦想远大,他们做得也还不错。5 @9 W/ F3 f9 v! ?
截至 2022 年年底,魔芯科技的消费级桌面 3D 打印机 KOKONI EC1 便累计销量过万,公司已经在东南亚、欧美、日本、韩国、台湾地区等地形成了完整的销售网络。公司还得到资本的青睐,2022 年 10 月得到了数千万元 Pre-A 轮融资。; \* a; V/ ]& a& X% H
一个能让市场和资本买单的 3D 打印机,到底是什么样的?他们在 3D 打印上,又做对了什么?" G& x  g+ C8 K6 {0 [0 |: N; x3 B
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1 T4 L) y  }6 t" n2 R+ i4 u6 H2 }" U「即拆即用」的 3D 打印机& f- @- \1 J8 |, v- f7 _
在 3D 打印圈子里,有一句话流传很广:如果想要玩 3D 打印,你要会组装、懂维修、熟悉耗材特性、会用建模软件等,最后你还得有钱。8 I0 W$ e1 o4 [! }* {5 G( R' n
一个产品如果对用户的要求很高,那它注定不能成为消费品。
* S1 B  s! M6 k. R- g! a% c# J3 l如果你在网上购买了一台手机,那从产品到手,到使用之间流程应该是这样的:拆开包装、插上手机卡、开机、联网、用上新手机。同理,3D 打印机想要成为一个消费电子产品,首先同样也要能开箱即用。  u; z& U6 |" t* C
KOKONI EC1,是一个完整交付的整机类产品。产品到货时,主机和料盒也是一体的,用户不需要掌握机械结构相关的知识,也不需要花费很多的时间安装设备,而且用户在使用前也不再需要手动调平。
4 f  H/ B' u& |. N! t; ^( J; L  x解决设备安装问题,还只是 KOKONI 走向消费品的第一步。
; k. t' k5 D* d* G跟普通的打印机相比,3D 打印很不一样的地方还在于,在打印模型的不同位置,或者使用不同的耗材时,对温度、打印速度、加速度等各项参数的要求也不同。一旦设备接收到的打印指令有偏差,很可能导致模型打印失败、出料口堵塞等问题。+ j6 V, G( Z  f; E* b5 c6 |
然而调试各项参数十分依赖用户的基础和经验,即使是用过很多次的 3D 打印爱好者,有时候也需要守在 3D 打印机前面,实时监测,及时调整和维修。这也是以往的 3D 打印机操作不友好的重要原因之一。0 A+ U  m1 t& ?8 w
KOKONI 在设计制造的过程中,利用 AI 技术和各种传感器,让设备具备了打印过程的自动监测、故障自动检查、自动修复的功能。, B& [, l+ E% c/ }1 ], H$ D+ T
「消费者买一台新的智能家电,你不可能给他们一本厚厚安装手册让他们一步步地弄」,魔芯科技的创始人陈天润说,「我们希望 3D 打印机的使用门槛更低,而且能更加智能。」
- }- N. ^% ^* v) U- f2 P7 _9 Z% v8 Q2022 年 4 月,魔芯科技在小米有品众筹上线了首款消费级 3D 打印机产品 KOKONI EC1,获得了超过 600 万元的众筹金额,一些 3D 打印爱好者也在预售一个多月后拿到了产品,在使用后给魔芯团队提出了很多宝贵的反馈意见,在打印精度、功能多样性上,对未来魔芯科技继续研发的产品有了更高的期待。$ @' [: n+ k7 h

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) v* k6 ]1 z6 b9 a/ s3 f# {) r9 F$ z陈天润在 CES 2023 上为媒体讲解新产品 KOKONI SOTA | 图片来源:魔芯科技" \1 r9 X7 X4 K
跟市面上的其他 3D 打印机一样,魔芯科技也采用了机械结构在上的设计,像堆沙塔一样打印出模型。
# a& K  F9 e" o$ B从市面上应用最广泛的 3D 打印技术,熔融层积(FDM)技术来看,3D 打印是用喷嘴将材料熔融并挤出,像做蛋糕裱花一样,一层层地在操作板上堆叠成模型。因此,大部分的 3D 打印也都是「堆沙塔」模式。% p: ]" @: J. J9 t
作为科技创新新秀,魔芯科技在 CES 2023 发布的全新升级产品 KOKONI SOTA,采用了倒立打印的设计,即所有的电机和导轨都固定在底座上,被打印的模型则被固定在「天花板」上,打破了 3D 打印行业固有的认知。
, G8 o# c  q2 T% g7 I; Y这并不是一个为了差异化竞争拍脑袋做的决定。在传统的 3D 打印机结构设计中,垂吊在顶端的电机和喷嘴,在工作过程中总是避免不了振动和位移,位置的不准确直接体现在打印精度低、模型质量差上。而且因为重心在上,导致机器运行时震动更强,并产生更大的工作噪音。
4 p  R' |% i0 o, m) O+ h& B陈天润分享道,他们此次在 CES 现场给海外媒体展示时做了一个小实验,在 KOKONI SOTA 3D 打印机顶部放一杯水,机器工作过程中,水杯基本是不会看到晃动的。
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KOKONI SOTA 采用了倒立打印的设计 | 图片来源:魔芯科技
0 P/ F! g: U, h1 FKOKONI SOTA 将设备的重心放在底部的设计,让打印更加稳定。设备更稳定地运作,也能让打印精度更高、速度更快、更加安静。魔芯科技内部做过实验,相较于市面上传统的 3D 打印机,KOKONI SOTA 的打印速度能快 10 倍以上,而在精度上,也能做到极致的 0.05mm,这也是魔芯科技向一直支持他们的用户交出的答卷。
+ f+ ?6 P; B7 A4 B- E当然,全新的设计也带来了新的技术挑战。他们需要加强模型与顶部打印板之间粘连的强度,保证模型不会在打印过程中掉下来,同时需要解决了机器里的快速散热问题,让材料能快速成型。
: X9 x: E1 P+ |& O1 M当一台 3D 打印机可以实现开箱即用,且打印速度和精度都还不错,接下来的问题就是,普通消费者拿到产品之后,可以打印些什么?
6 G/ b7 D! I; Y1 r0 m- D: D在以往,用户需要在专业的软件上建模后,将导出的数据输入到 3D 打印机里打印,这对绝大多数的用户来说,使用门槛非常高。对此,魔芯科技通过自主研发的 KOKONI 3D APP,持续更新上千种模型,用户只要选择模型后即可一键打印,也可简单操作实现自定义建模,以此降低用户的使用门槛。魔芯科技亦支持爱好者的创作需求,用户可将设计好的 gcode、stl 格式的模型数据同步导入到库中,通过 KOKONI 3D APP 连接后打印。; W- B( N6 E- T; Q
KOKONI 3D APP 更炫酷的一个功能是拍照拟真建模,即用户上传人脸以及物品的照片后,便能直接在线建模,并打印出来。
2 z5 s, b; K8 C! c8 y  P# D7 ~& k陈天润表示,为了满足这个功能,团队采用深度学习的方法,将拍摄上传照片,优化成了拍摄上传一段视频。' C/ S+ _  {5 J2 F( K7 U
从技术上看,对视频中的图像进行解析建模,要比照片要难得多。但这也正是魔芯科技将 3D 打印机做成消费电子产品的初心——把复杂的事情交给魔芯,将简单的操作带给消费者。
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* K( p  I' C9 k8 S  }在软件上「一键打印」| 图片来源:魔芯科技
0 U; k# H: i) y在小米有品上,KOKONI EC1 以极具性价比的千元价格售卖,这对消费级 3D 打印机来说,是一个超低价,也是成为消费品,走进千家万户的重要关键因素之一。
1 {0 x' l; {5 `' f3 F) h7 Z2 g, D「降价最良性的方案是降成本」,陈天润说。魔芯科技降成本的思路,则是提高软件的能力,用软件来弥补硬件上的缺失。2 T. x3 G7 ]5 z1 {2 V
从公司创立开始,魔芯科技就投入大量的时间与精力在测试获取数据上面,这项工作也一直延续至今。正是有了这些充足的数据的支撑,让他们的 3D 打印机更「智能」。# i) Z/ S& X1 C6 t% w
「我们想用创新的技术方案,给这个行业带来不一样的东西」。/ Y4 \6 p8 _0 N' y' }
把困难的工作前置,魔芯科技训练 AI,然后把图形建模、模型解析、打印自动化调试这些复杂的工作都交给了 AI。以 KOKONI 系列为代表的全新一代 3D 打印机,不再只是机械构造,更像是一个「智能体」。
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技术至上,0 Z9 ~9 Q1 e) E2 Y% T$ c' [
更要解放创造力
6 u- [  o% Z1 D1 I魔芯科技的创始人陈天润,是一名 00 后的创客。可以在纸上边「跑」边打印的微型打印机、在校园里半自动驾驶的平衡车、能自动解魔方的机械臂……对于他来说,3D 打印机是能跳过工厂,帮助他实现创意的最好工具。$ e- H) ^$ Q2 a# ?
与很多 3D 打印的爱好者一样,他也遇到了打印失败率高的问题。「可能三四次就会有一次失败,也有可能打到一半,打印机直接出现故障了,要重新修或者校准。」
1 T, c4 G8 m/ k5 R$ i那么能不能做一台更好用的打印机?正是在这个时候,创业的想法开始萌芽。
) Z5 ]) J0 l9 k; r, c2021 年 4 月,第七届中国国际「互联网 +」大学生创新创业大赛举办,陈天润带着他们的 3D 打印机参加了比赛。到了决赛阶段,他和团队凭借「Goprint 多功能智能打印机先行者」项目揽获季军。/ v! n" U, K5 j
这次参赛是他创业路上的一个重要事件,在参赛的阶段,他得到了专业评委对参赛项目的指导,目睹了不少成熟项目落地的过程,也接触了不少 3D 打印行业内的前辈。
) m( N& ]6 ~2 [) u「我当时最大的犹豫,是担心自己能不能带领一个团队,因为我之前没做过这件事儿。」对于年轻的他来说,如何管理好一个团队,有时候比技术上的困难更让他觉得有挑战。
: m2 q8 C$ [- M1 a这个时候,行业里的企业家、从业者们给了他很大的鼓励和信心,前辈告诉他,没干过才有意思。他也意识到,就像所有的挑战一样,如果不去面对,问题会一直存在。
. i+ Y6 ]8 m; [「一些有小孩的、年纪比我大的前辈说,他们希望自己的孩子能有一些比较好的工具,更好地去发挥创造力,也能做些有趣的事」,陈天润如是说。「他们的诉求是强烈的,我能感受到他们的急切。」这些较为成熟的创业者们,也从用户的角度让陈天润意识到,他们做的事情有很大的价值,也是一个趋势——他和团队要做的,是一个解放创造力的工具。9 h! S( h( H  ^  ^) `
好的想法就像是一个钩子,为魔芯科技这个创业团队在短短的时间内,吸引了不少的人才。陈天润说,做一个给大众的创意实现的工具,不仅是他的梦想,也是团队很多成员的梦想。这些资深的产品经理、技术大牛们,「他们有的已经是有孩子的爸爸妈妈;有的是在小时候有些东西没有做到、想法没有实现的人;也有的是在打印机行业从事了很久,但是没有办法能够做出这样产品的人。」
6 d$ }% l. ^+ b3 X8 H至于创业之初陈天润担心的带团队问题,从结果上看,他做的得还挺不错。& z- v! \6 I9 J9 h
去年 12 月,魔芯科技在浙江德清 1500 多平方米的工厂开始运转,月产能 15000 套左右;产品 KOKONI 系列累计销量过万;公司在东南亚、欧美、日本、韩国、台湾地区等地的销售网络正在运转;新品 KOKONI SOTA 在 2023 年美国 CES 消费电子大会上亮相并将于今年上半年开售……魔芯科技正按照计划在有序地运转。4 s2 C+ V+ Z9 H. d
一名 00 后的年轻创业者,是如何撬动众多资历更高、经验更丰富的前辈,让大家朝着同一个方向前进呢?陈天润给出的答案是,「真诚」。「我非常相信他们的专业能力,也希望从他们身上学习知识与经验,不管是专业上还是管理上的。」
! d6 u" z6 x4 X* l3 p5 ]年轻在他这里转化成了一个优势,让他以更虚心地状态去接受其他人的意见和帮助。陈天润表示,「他们经历过公司的成功和失败,所以有很多的经验能帮助我,让我成为更好的管理者。」而且对一个创新团队来说,有时候年轻的领导人反而是一个优势。0 Q, o$ f/ ^( R( y5 _& E' m
截至目前,魔芯团队已有了 100 多人。
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魔芯科技团队成员 | 图片来源:魔芯科技
. E: A7 D8 {- o! s# h0 m值得一提的是,魔芯科技全新一代产品 KOKONI SOTA 非常独特,从外观设计到结构设计上,都做了很多跟传统 3D 打印机不一样的东西。
, I- s9 q8 U4 `在外观上,KOKONI SOTA 打破了以往方方正正盒子的设计,圆筒形设计更像一个在桌面上立起来的胶囊,胶囊的底部还有一个小一圈的底座,在视觉上,打印机看起来像悬浮起来。) ?' b8 W4 z3 z
「它是一个被放在家里的艺术品」。7 q  Q7 r+ n" Y7 l2 F
「我们不想让它太机械,太工业」,陈天润说,「我们希望这个产品有一点温度」。
" `1 }3 @/ i; ^$ ~在结构上,KOKONI SOTA 更是大胆。针对倒立式打印的结构,当时团队有不同的意见,对魔芯科技这家年轻的公司来说,也并非易事,但最终团队还是决定要试试。在攻克了结构设计的多项技术难题后,KOKONI SOTA 终于诞生,开启内部实验室的「验收汇报」阶段。最终实验的结果是让人兴奋的,倒立式打印不仅使稳定性大幅提高,在打印倒垂型结构时也不再需要额外的支撑。这也意味着,倒立打印技术将能从实验室开始量产到消费 3D 打印市场中去了。* O8 g+ z" |8 j* W7 y9 o% G
「做创意工具,这对年轻人来说,是非常优势的事,也是我们应该去做的事。我们能够大胆地去发挥我们的创意,借着前辈的经验,勇敢地去探索,不断地突破想象的边界。」# f/ m5 G: p0 H8 i3 z  v' n3 S
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4 K! D# \6 ]6 n0 i6 [3D 打印的「黄金时代」
$ x+ O9 |3 @# w. @& c+ x3D 打印是「上上个世纪的思想,上个世纪的技术,这个世纪的市场」。
8 H3 m3 A% m) r+ ]$ _3 U2012 年,《经济学人》发表专题文章,称 3D 打印将是第三次工业革命。媒体的大肆报道,让 3D 打印从一项实验室的技术,进入到了普通大众的视野。也是在这一年,来自麻省理工的创业团队成立 Formlabs 公司,发布了第一台个人 3D 打印机「Form 1」。* S: }4 W' _0 O# w) Y/ ^
「Form 1」采用的是 SLA 立体光固化成型技术,2013 年,这项技术的专利到期,一批创客开始研发基于 SLA 技术的个人 3D 打印机。
1 `' _  f/ ~. G# `5 y5 C  K$ _这之后的两三年里,创客们陷入了对 3D 打印技术的热恋。美国 Carbon3D 公司发布了一种新的光固化技术—— CLIP 连续液态界面制造(Continuous Liquid Interface Production),将 3D 打印的速度提高了 25-100 倍;来自中国的创业公司 UNIZ 也研发了「面成型」技术,打印同模型时,将其他打印机所需的 12 个小时压缩到了 7 分钟。
0 ~2 x, V* v! m9 l) K, z$ n麦肯锡公司还预测,到 2025 年,3D 打印对全球经济的价值贡献将为 2~6 千亿美元。美国 Stratasys 公司在 2014 年完成对 MakerBot 公司的收购,产品线从工业级拓展到普通消费者的入门产品。到了 2015 年,佳能、理光、东芝、欧特克、微软和苹果,也纷纷开始涉足 3D 打印市场。
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苹果 2015 年发布 3D 打印机概念图 | 图片来源:iClarified# y& x5 W9 \, h3 }% H- j8 M6 K; x
不过消费级 3D 打印市场的发展,并没有跟打印技术进步的速度同步。在产品单价和操作体验上,3D 打印机仍然不是一个及格的消费品,订单的采购者,主要还是来自于世界各地的工程师和爱好者。
* H4 z9 m/ y/ p) }到了 2017 年左右,业界开始探索用 3D 打印机打印日常用品,3D 打印的个人消费市场开始被受到关注。不过此时的市场还处于较为混乱的状态,市面上出现了少量的千元级产品,但大部分的 3D 打印机仍然动辄上万元。截至 2017 年,3D 打印个人消费应用市场规模突破了 1 亿元。
% ~+ ?5 [* o9 G( J- R; }2 |消费级 3D 打印机,并没有像其他电子消费品一样,在潜力场景被挖掘出来后爆发式增长,不成熟的消费级 3D 打印台式机,在此后的几年里仍然不温不火。' X% G6 a2 u. f, Y' s
疫情期间,消费级 3D 打印机迎来了一次市场的破圈,大量用户采购设备自行打印面罩、口罩等个人防疫用品,2020 年全球消费级 3D 打印机出货量达到了 300-500 万台,同比增长将近 50%。3 o! ~# p/ E0 {8 X6 C2 |
「双减」以后,创客教育的重视程度被提升,青少年课外教育、职业教育都加入了 3D 打印课程,3D 打印机也在教育上有了更多的用武之地。
+ U5 x& r7 j3 L% Y) h) K根据中国海关总署统计的数据,2021 年,国产 3D 打印机的出口量超过了两百万。而根据前瞻产业研究院统计的全球 3D 打印产业领域布局,消费级电子产品的比例能占到 20% 左右。
, O0 w5 j5 O' b! ~  i5 K0 L市场的打开,是很多创业者将消费级 3D 打印作为创业方向的原因之一。在美国 2023 CES 大会上,共有 4 家 3D 打印厂商参展,除了老牌 3D 打印企业 Formlabs 外,另外三家都来自中国。其中,安克创新和魔芯科技,都是这两年入局 3D 打印行业,并于 2022 年发布了消费级 3D 产品。8 g5 e1 z5 i, ?3 A" r$ f
不只是市场,在技术层面上,3D 视觉、仿真技术的溢出,让 3D 模型数据的获取、解析与建模技术得到了很大的突破,让「更智能」的新一代 3D 打印机成为了可能。  C( J/ ^- [* G: Y$ d
在陈天润看来,现在是消费级 3D 打印的技术和市场,都开始准备好的时候。「市场已经有这部分用户的盘子在,如果我们用更先进的技术,来打开更大的市场,潜力将是巨大的。」

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3D打印机打印过程是有有毒气体的,不要放在密闭环境和经常呆的房间。
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