3D打印步入碳纤维时代

传说的落叶

3d打印公司华曙高科创始人许小曙博士手持一把黑色工具，摆出了一个漂亮的发射姿势。“这不是手枪，这是一把电钻，”许小曙笑着说，“不过它是用碳纤维尼龙复合材料打印出来的，强度是尼龙材料（塑料的一种）的2倍，重量是钢的1/7。”
“如果威尔逊（Cody Wilson，5月1日用3D打印技术打出全球第一把手枪的25岁青年）用我们的碳纤维材料打印一把手枪，那至少可以发一梭子弹，绝不会在发第二枪的时候就让他的手枪被炸得四分五裂。”许小曙半开玩笑地说。
这种用于3D打印的碳纤维尼龙复合材料是许小曙团队在今年4月底刚刚研发出来的一种新型材料，其最大的特点是高强度、低质量、耐高温、耐腐蚀。“它的密度与水接近，所以非常轻，目前在强度上虽然稍逊于钢，但却远远超出了塑料的性能。”许小曙介绍说。

自去年10月许小曙作为“福布斯中国科技先锋”的代表人物登上《福布斯》中文版封面半年来，华曙科技在3D打印材料、设备方面的研发有了新的发展。“我们的目标是激光烧结技术（SLS技术）生产出兼具最佳力学性能和热学性能的工业化产品，让个性化生产、分布式生产变为现实。”许小曙强调。
他们首先在不增加成本的条件下研发出了强度超出尼龙材料的玻璃纤维3D打印材料，它们可以直接用于电动工具的生产。但挑战碳纤维材料则是难度高得多的项目计划。“目前仅有美国一家公司可以生产用于3D打印的碳纤维复合材料，他们主要供给军方，而且在中国没有销售。”许小曙透露。
鉴于碳纤维材料的特性，它在工业应用中有着广阔的前景。传统碳纤维产品的制造方式相当复杂，首先要把碳纤维织成碳纤维布，以此作为制造物品的原料。然后再在模具表面涂胶，一层层附上碳纤维布，进行压制、烘烤，才能成型。“这一方式不但耗时耗力，而且根本无法制造结构复杂的物品。”许小曙解释说。

3D打印技术彻底解放了碳纤维生产的工艺。人们只需要将混合碳纤维的粉末直接装入3D打印机，就可以在几小时内打印出需要的工具。物品的结构越是复杂，3D打印的优势越是明显。
然而，许小曙坦诚，目前华曙的碳纤维尼龙复合材料与高强度的碳纤维材料还有差距，性能还需要不断提升。“但我们已经完全达到国际领先水平。”许小曙颇为自信地说。
许小曙面对的另一个问题是成本。“碳纤维复合材料虽然性能优越，但成本却高出尼龙材料大约3倍，我们正在努力研发，希望能进一步降低材料成本，只有这样，对于未来工业应有来说，才有价值。”他挥了挥手中用碳纤维打印出来的扳手，“目前用它来拧螺丝没有任何问题。”
在商业发展方面，许小曙业信心满满。“我们现在是‘负库存’，不管是打印设备，还是打印耗材，都出现了产能跟不上订单的状况。”许小曙说。
目前华曙已经在新建厂房进行扩产。“预计明年我们的产能将达到目前的10倍，今年的销售收入预计可以达到去年的3倍，大约在6,000万人民币以上。”他透露说。
在许小曙看来，3D手枪在技术方面的创新和进步十分有限。“它之所以刺痛了大众的敏感神经，是因为拥枪派希望告诉当政者，强制管控枪支的手段是行不通的，因为有了3D打印技术，正如有了互联网，你就无法完全控制舆论，难以防范盗版一样。新技术总会带来新问题，这一点需要我们面对。”许小曙说。
不过，许小曙认为，这一事件的积极意义在于个性化生产、分布式生产正在逐渐变为现实。“人们以后应该去买图纸，而不是买产品，3D打印带来的变化确确实实在发生。”