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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。& j0 O; Z' ~# ~4 S t( H
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。
0 Z' h* ?% [2 D! J' s2 B: b' T「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。! t3 O; Y6 g2 U3 b4 b r
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」。
# f5 j, M) k, u% ^. U2 E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。
; k0 k5 k: V7 J1 g3 H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。" a7 q% S- H# z" a/ D
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。2 L6 H# m* l" B/ H3 Q# G
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?( O# f- M* K4 `7 H' _& _! N5 P! y: o
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「即拆即用」的 3D 打印机& a: o/ R' P7 f& c& R/ ^. ^7 j
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。- U. [6 r0 s& Y* B) E
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。
+ r+ V0 J. u; f) Y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。1 m- H6 E: A+ s7 b5 @$ j# }- z
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。
6 }& Z6 \5 v. @; H2 x7 Z& b解决设备安装问题,还只是 KOKONI 走向消费品的第一步。! e' M4 k8 F% \* B. c0 T' ]
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。6 z8 P! C: F; }9 q, W# {
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。7 P8 Q3 E9 Y$ T
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。0 z, S4 t& `4 g- O# p* w
「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。」7 T2 t E; _; E, s% m; R, e, E
2022 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。2 c0 X$ C5 n2 V9 b8 p
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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# f/ y2 u+ s/ ^6 v6 @% N- j$ o
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。/ h. e9 e3 \* q# m) H( G9 V5 x
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。. j6 w+ [" `( p- f. O# v
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。( Z& F: V e/ h& K) 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。( b( F: k. L% R
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。* B. [: o! l* _, E" y
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KOKONI SOTA 采用了倒立打印的设计 | 图片来源:魔芯科技& e6 s7 ~% k) I3 b8 s* f. d
KOKONI 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。4 D2 p' T7 e' ?: Y: }' _
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。9 r/ u. B, ~1 V* A
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?/ h4 e$ r2 D6 X
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。
7 I% \' g) i+ v( k% `% Q7 q. PKOKONI 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。8 {3 Y6 E7 `' b" r. W& @, L$ A
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。
5 o; f3 E8 {( ?$ V+ y0 @/ K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。2 P: H* ]; V& K2 g
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在软件上「一键打印」| 图片来源:魔芯科技. _0 b8 m( J1 q$ w
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。
3 g5 F9 q. e( p! F) X8 l- H「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。0 T v: p- |5 k$ F
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」。
( v, u+ ~! N6 w: c% M/ _「我们想用创新的技术方案,给这个行业带来不一样的东西」。
# @8 n6 e% Z4 [& l6 a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」。5 C f, U6 X/ W4 v* u! e1 g, K
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技术至上,
: y; {: t# K; ^7 U% b, V5 i更要解放创造力" I& Q& h/ [+ I# y" O
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。# `4 _5 P2 e2 N+ d3 _$ \+ m
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。」( G4 R/ \/ n8 C2 b9 I, ]1 @
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。
3 j/ O) J, j# y# {) M% N2021 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。5 B$ ?7 W6 Q( a! O- s8 C$ l
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。( n+ O* V5 p: J( ^8 F
「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。6 j+ _8 @" @- b; p
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。9 Y. z) p( D3 T0 o7 J
「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。: e& U7 J) J5 c! M
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。」
& X( | f( C3 b0 f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。* w' R' C8 }" F% ~) w' o) |0 |6 V
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。
, v3 l( P* O5 T n' ]8 G) \* D; j5 p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。」) z: J' [0 o/ ?' v5 M, A" o
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。
, m- w$ P" ~9 z& y) Q: G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 A% ?) X- i3 A! S+ W U
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# a& |1 U$ B6 x) K3 ]
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。4 @9 r5 A( i7 T2 [
「它是一个被放在家里的艺术品」。- O7 y2 [9 N; a% Q+ }" p; y! R7 ]+ ?
「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」。
& K2 h4 r/ L+ n6 p, H# u* D! R! r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。# e( y& B7 o i6 _
「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。」- g: f2 p. o( \& H& W( Y) X
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3 Y5 O9 G4 y! J+ X3D 打印的「黄金时代」
; s6 U4 T8 B& B+ R1 o, l5 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」。" F$ i2 |3 Q" Y8 }) b
2012 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」。- t) O+ a) g7 x" Y% H: l0 q# w! V
「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。
$ U0 N, g! }, E, ^2 b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。) p7 s& k1 J; R% E% o" X
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- C$ ], s" b' S& Q. x. h
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。# r8 `* N- Q3 U, F: E/ X
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。
2 g& H& ?* b* ^5 S! \0 b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/ @! F" T9 R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%。
- l6 t9 X) ~3 d4 b# x「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。
* V7 O' D& ^8 ^4 |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。- @1 y- e6 `8 C( s
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。! ^+ y" K8 r/ d
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。
; \# K3 P2 G0 Z1 }0 {- e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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