今年以來，湖南華曙高科技有限公司（以下簡稱湖南華曙）的創(chuàng)始人許小曙受到了媒體極大的關注，關注的程度連他本人有時都難以招架。畢竟，湖南華曙只是一家剛剛創(chuàng)立的小企業(yè)，創(chuàng)業(yè)三年，其中兩年半都用在了產(chǎn)品設計和研發(fā)上面，其第一臺產(chǎn)品——激光燒結3D 打印機從下線到現(xiàn)在，也還不到半年的時間。

    如果要問為什么？答案其實很簡單：3D打印目前在中國是一個熱點，而許小曙正致力于將其中一項世界最尖端的技術在中國落地生根。

誰是許小曙？

    今天在國內業(yè)界提起許小曙，也許還有人并不知曉，其實在國外，許小曙的名氣遠比在國內要響亮得多，至于究竟是怎么回事，這得從他早年的經(jīng)歷開始說起。1986 年，許小曙離開了他畢業(yè)并任教三年的母校湘潭大學，遠赴美國礦業(yè)大學深造，這一走，便是二十多年。在大洋彼岸，他取得了博士學位，并在畢業(yè)之后在美國焊接研究所(AWI) 工作了七年。1997年，許小曙轉投實業(yè)界，先后在DTM、3D Systems 等大型高科技公司任職，并在此時遇到了他愿意為之奮斗一生的事業(yè)——3D 打印技術。對于許小曙來說，與3D 打印技術相遇，也許是巧合，也許是命中注定，但不可否認的是，他對這項技術和事業(yè)燃起了從未有過的熱情。從那時起直到現(xiàn)在，他一直致力于3D 打印技術中的選擇性激光燒結（Selective LaserSintering，簡稱SLS）技術的研發(fā)，如今，許小曙已經(jīng)是世界上掌握SLS 技術制高點的人，甚至可以說，沒有人比他更了解這項技術。

    出于經(jīng)營理念的緣故，3D Systems公司在3D 打印技術上不光是做SLS 技術，其他諸如SLA、FDM 等技術它也力圖全面發(fā)展；許小曙卻認為，公司應該把更多的精力放在SLS 技術的研發(fā)和創(chuàng)新上。在他看來，SLS 技術相對高端，可以直接應用于工業(yè)生產(chǎn)，它的發(fā)展快慢與否，可以決定未來制造業(yè)的發(fā)展前景。而3D Systems 公司對這項技術并不像他所希望的那樣重視，他的許多想法無法得到實踐，更重要的是，秉承著一個科學家最樸素的心愿，他想要推動這項技術的發(fā)展，讓SLS 技術在更多的高端工業(yè)領域得到應用。

    2009 年末，一個偶然的機會，許小曙獲得了一筆2500 萬元的天使投資，正是這筆投資，使他下決心辭去了美國3D Systems 公司的高薪職位，回國創(chuàng)立了湖南華曙。對許小曙來說，他在3D 打印技術在美國發(fā)展到相對成熟的時候與之相遇，在3D Systems 公司多年的研發(fā)經(jīng)歷已經(jīng)使得3D 打印深入到了他的靈魂之中，在他看來，這已經(jīng)不是僅僅用一項新技術就可以概括的，3D打印，應該是制造業(yè)的未來。而彼時，再留在3DSystems 公司，他的心愿很難實現(xiàn)——用他周圍的人的話來說，他只要留在3D Systems 公司，優(yōu)渥的待遇、舒適的生活環(huán)境，此生全無后顧之憂，但為了自己的理想，他還是選擇了離開。

    在湖南華曙，許小曙用了兩年多的時間來進行公司自有產(chǎn)品的研發(fā)。他認為，我國目前的3D打印技術不能說不先進，但著實缺乏自我創(chuàng)新的能力，別人的技術可以拿來用，但那樣變不成自己的，我們也永遠走不到這項技術的世界前列。更重要的是，目前運用SLS 技術的激光燒結3D打印機售價過高，絕大部分人是用不起的，這顯然大大制約了這項技術和產(chǎn)品的發(fā)展和推廣，因此，“為整個行業(yè)提供一款大家用得起的設備，一種大家用得起的材料”便成了許小曙的目標。

    回顧這兩年多的經(jīng)歷，與設備的研發(fā)相比，材料的研發(fā)難度無疑更大。最開始，考慮到國產(chǎn)材料的不穩(wěn)定性，湖南華曙采購了國外的原材料來配方、制粉，但后來發(fā)現(xiàn)，由于國內的供應商不愿意花高價錢拿國外高質量的原材料，所以進口到中國的都是不合格產(chǎn)品，在這基礎上生產(chǎn)出的最終材料顯然也是不合格的。起先許小曙及其團隊并不了解這些，因此在材料的研發(fā)上走了好多彎路，發(fā)現(xiàn)這一情況之后，再經(jīng)過慎重的考慮，出于便于掌控的理由，許小曙決定啟用國產(chǎn)原材料，而彼時，已經(jīng)是2011 年10 月左右，湖南華曙在材料的研發(fā)上，已用去了快兩年的時間。換成國產(chǎn)材料之后，一開始事情進展得較為順利，在經(jīng)歷了尋找、選擇之后，2012 年3 月份，湖南華曙自行研發(fā)的尼龍材料粉末問世，一開始出產(chǎn)的試驗用料通過了測試，但開始大批生產(chǎn)的時候，問題又來了，尼龍粉末的質量出現(xiàn)了明顯下降，究其原因，原來是因為原材料生產(chǎn)方的工藝不穩(wěn)定、生產(chǎn)過程中簡單粗糙、未完全按照生產(chǎn)標準進行生產(chǎn)，為此，許小曙特意派人在那里“盯”了整整一個月，直到對方能夠完全按照湖南華曙的要求進行生產(chǎn)加工為止。如今，在原材料供應上，湖南華曙既建立了完善的質量檢測機制，又擁有了長期且穩(wěn)定的合作伙伴，并且在這方面完全實現(xiàn)了國產(chǎn)化。

    與國外技術站在同一水平上2012 年6 月，湖南華曙自行研制生產(chǎn)出了第一臺激光燒結3D 打印機并遠銷美國，成為世界上除了美國3D Systems 公司和德國EOS 公司之外，第三家高端選擇性激光尼龍燒結設備的制造商，與此同時，湖南華曙自行研發(fā)的尼龍粉末材料也已經(jīng)可以批量生產(chǎn)，這也打破了德國Evonik 公司對這項材料長期以來的壟斷，盡管強度略低于德國，但韌性卻是德國的2 倍。這些都標志著公司前期的研發(fā)工作取得了成功，公司自身也正式開始了產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。“在華曙之前，中國在這方面的技術差不多是美國1995 年左右的水平，差了二十多年，華曙的成功填補了這一差距，使我們跟國外站在了同一水平上。”

    與國內其他3D 打印機的生產(chǎn)商不同，湖南華曙將其生產(chǎn)經(jīng)營的范圍定位于運用SLS 技術的選擇性激光燒結打印機上，“做精、做好SLS”是其目前發(fā)展的戰(zhàn)略目標，針對工業(yè)上的不同需要，研發(fā)不同層次的設備和材料，產(chǎn)品覆蓋高端到低端各個檔次。值得一提的是，許小曙并沒有把研發(fā)家庭式的3D 打印機納入公司未來的發(fā)展戰(zhàn)略，如果以美國3D Systems 公司和德國EOS 公司做樣本的話，3D Systems 以橫向發(fā)展為主，而EOS 則專注于SLS技術的發(fā)展，許小曙認為，兩種發(fā)展方式各有千秋，3D Systems 瞄準的是新興市場，但這并不是湖南華曙的發(fā)展方向，與之相比，EOS 則更能代表湖南華曙的未來。“我知道家用3D 打印機的市場很大，但是必須要把成本降到很低，并且要提高做出來的東西的質量，否則是很難直接運用在產(chǎn)品上的。”

    如今，盡管所占比例很小，但湖南華曙的3D 打印機卻也開始了終端產(chǎn)品的“打造”。在公司會議室的陳列柜里，就擺放著一架無人機的尾翼。許小曙介紹說，那是山河智能旗下子公司山河科技委托湖南華曙專門打造的。飛機的尾翼內部安裝了控速管，一段與飛機中部的測速裝置相連，另一端則與外部相連，若用傳統(tǒng)工藝來制造，尾翼要一分為二，中間控速管填入后，再將兩部分合一，既影響速度的測量，又制造不夠精細，不可靠且工藝復雜。采用了3D打印技術，就可以將整個尾翼一體打印出來，一次性解決所有的問題，這是其他工藝無法達到的水平。另外在不遠處，還放置了一個無人機的副翼，這是受南京航空學院委托而制造的，要求是既要輕，又要有強度，因此，通過3D 打印技術，在副翼薄薄的一層外殼下，打印了極為精細的網(wǎng)格狀支撐物，那是傳統(tǒng)工藝無法制造出來的，既保證了強度，又使得整個副翼十分輕盈，還大大節(jié)省了時間。

    這些在許小曙眼中，都是值得自豪的事，而湖南華曙在今年下半年，也終于可以做到收支平衡。這對他本人來說，已經(jīng)是出乎意料的快了，因為原本在設計研發(fā)上，他預留的時間為三年，如今，提前了半年。“目前來看，華曙沒準會成為國內整個行業(yè)第一家可以賺到錢的企業(yè)。”提到這些，許小曙盡管面露喜悅之色，但并沒有太放在心上，因為對他而言，自己的理想能否實現(xiàn)，才是更重要的事。

改變制造業(yè)

    “我想做直接運用在產(chǎn)品上的東西，那才是改變制造業(yè)的東西，我的目標是要提升裝備制造業(yè)的核心競爭力。”但要達到這個目標，國內還有很長的路要走。許小曙認為，目前從市場方面來看，3D 打印主要有以下幾個大的方向。一是大型企業(yè)的研究機構或是獨立的研究所，在那里，3D 打印機主要用于產(chǎn)品的研發(fā)、試制、功能驗證等，這也是目前來講最容易打進去的市場，國外也是從這個市場起步，逐漸向產(chǎn)品層面去發(fā)展；二是高校、高等職業(yè)學校等培訓基地；三是在醫(yī)療器械上的運用，包括人體骨骼的取代，各種假肢、義肢的制造等，因為這屬于一對一，非常個性化的生產(chǎn)。從這些方面起步，在將來進一步發(fā)展，3D 打印技術就會直接運用于終端產(chǎn)品的生產(chǎn)。“畢竟，產(chǎn)品的直接生產(chǎn)是我們的未來。”

    從過程上來看，從高附加值、小批量的產(chǎn)品開始，隨著成本的降低，覆蓋面會逐漸擴大。許小曙認為，這項技術最開始可能運用于高附加值的軍工等行業(yè)，像無人機、機器人等的制造，成本下降以后，最終一定會發(fā)展到民用行業(yè)，包括用于手機、電視機這些產(chǎn)品的生產(chǎn)，都是有可能的。

    但從目前的情況來看，SLS 技術3D 打印機的應用依然停留在高端工業(yè)，國內市場尚有待于開發(fā)。“想要使這種生產(chǎn)方式成為制造業(yè)的主流，我們面臨的問題主要有兩個，一是材料的局限性。我們目前能夠使用的材料也就二十種左右，材料的多樣性是第一個瓶頸。二是成本太高，其實在產(chǎn)品的性能上，已經(jīng)沒有任何問題。”

    成本太高在許小曙看來，是制約這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個很大的問題，他常掛在嘴邊的一句話就是：“如果我能將生產(chǎn)成本降低一倍，我就能把市場擴大十倍。”而這過高的成本，很大程度上，是指研發(fā)的成本。從設備上來說，湖南華曙生產(chǎn)的激光燒結3D 打印機，其內部的光學系統(tǒng)，都是從國外進口的，由于目前無法做到國產(chǎn)化，所以成本高昂。而從材料上來看，雖然湖南華曙能夠自主生產(chǎn)尼龍材料粉末，但在別的材料的研發(fā)上，仍然需要下很大功夫，比如金屬粉末的制造，以及可以替代金屬粉末的高分子材料，其中高分子材料的價格昂貴就取決于開發(fā)的工藝，而有的金屬材料，本身就十分昂貴。

    所以，目前3D 打印在中國的市場并不大，許小曙估算應該有幾個億左右，主要集中在高校和研究機構，離形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，還有很長的一段路要走，而其中用于終端生產(chǎn)的，恐怕連5% 都不到，與國外40% 左右的水平相比，差距還是很大的。但他認為，這需要長時間商業(yè)上的推廣，因為在國外，3D 打印機直接做產(chǎn)品的概念，興起于2003 到2004 年，距離目前已經(jīng)有將近十年的時間，而國內，其實是剛剛興起。盡管今年下半年以來，3D 打印的概念在中國興起了一個熱潮，但許小曙依然認為推廣的工作是極其難做的。因為這不光包括對未知者的知識普及，還包括了對已知者概念的重塑。針對目前媒體熱炒3D 概念的現(xiàn)象，他也表達了自己的看法：“目前對這個行業(yè)股票的熱炒，并沒有真正針對3D 這個行業(yè)，因為真正算得上3D 打印的企業(yè)還沒有能力上市，這是一個很不好的現(xiàn)象，這樣會把對我們整個行業(yè)的期待度提得很高，而實際上要走的路還很長，等到行業(yè)降溫的時候，人們會對3D打印整個行業(yè)失望，等到我們真正上市的時候，自然就沒有信心了。我覺得，這個行業(yè)，應該實事求是。”

    盡管有各種各樣的困難，但許小曙對于3D打印的將來卻十分的看好。對此，他用一種很明了的方式來解讀了這個行業(yè)的未來。他覺得，盡管目前3D 打印僅僅適用于小批量的生產(chǎn)，但這必定有一個平衡點在里面，具體平衡點的大小取決于產(chǎn)品的復雜程度和其他一些因素，產(chǎn)品越復雜平衡點越高，則SLS 越顯出它的優(yōu)勢。比如某件商品，做1000 件以里，用3D 打印較便宜，而做1000 件以上，開模比較節(jié)省成本，那么這個平衡點就是1000。今后，隨著人工成本的不斷增長，3D 打印成本的不斷下降，平衡點上的數(shù)值一定會越來越大，因為從理論上講，這項技術的特點之一，就是基本不需要熟練工人，如果在有一天平衡點能達到10000，那么3D 打印便會取代很多傳統(tǒng)的制造方法。這個趨勢將是不可逆的。

    此外，從消費觀念的變化這一角度來看，個性化的產(chǎn)品會逐漸成為市場主流，這一點從不斷更新?lián)Q代的手機上已經(jīng)看出了趨勢。在將來，每個人都會希望自己的東西就是唯一的，拿平常穿的衣服來說，二十年前，中國人幾乎穿著一樣的衣服，可如今，撞衫已經(jīng)成了一件非常尷尬的事情，這樣個性化的生產(chǎn)趨勢也是不可逆的。

    有這兩個不可逆，這個市場一定會呈十倍、百倍的增長。許小曙舉例說，在二十年前，數(shù)控加工中心剛剛問世的時候，成本相當昂貴，也只有一些高端、軍工的行業(yè)才用得起，而在今天，已經(jīng)普及到了相當?shù)某潭�，如果在當時來描述今天的景象，那時沒人會相信。因此3D 打印整個產(chǎn)業(yè)的方向是正確的，也許路還很遠，但沒有錯，這個產(chǎn)業(yè)能夠起到的作用會越來越多。

    但從另一個角度和層面來說，數(shù)控加工中心的例子并不能完全代表3D 打印技術的未來。因為數(shù)控加工中心能做出來的東西是有限的，而3D打印要比它高一個層次。如果提升到制造業(yè)理論的高度來看，縱觀整個人類社會生產(chǎn)技術水平的發(fā)展，從手工生產(chǎn)時代小批量、個性化的生產(chǎn)，再到工業(yè)化大生產(chǎn)時代大批量、單一化的生產(chǎn)，將來一定會進展到大批量、個性化生產(chǎn)。許小曙認為，3D 打印是目前為止唯一一個可以用于大批量、個性化生產(chǎn)的方式，并且不是運用在單一領域，而是各個行業(yè)各個領域。它提供了一種全自動化、全數(shù)字化的工業(yè)生產(chǎn)模式，給出了一種方向，一種通用的制造理論。

    “就拿之前媒體上報道的用3D 打印機打印出一塊肉的新聞來說，那塊肉好不好吃、能不能吃，這都不重要，它只是為了證明這個理論可以運用到非常多的實踐中去，打印一塊肉加強了這樣一種概念，就是這不只是單純的一個技術問題，而是一個全新的制造業(yè)的思維理論。就像當年電機的應用、流水生產(chǎn)線的應用一樣，這都不是一個具體的制造發(fā)明，而是一個理論，要在這樣的高度來考慮這個問題。”許小曙說。

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本文標題：一位世界級3D 打印技術專家的長沙實踐

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