專訪：摩方材料微納3D打印精密制造，落戶無錫總投資5億元

2018年6月20日，摩方高精密增材制造項目在無錫舉行了簽約儀式。

據(jù)了解，摩方高精密增材制造項目落戶于錫山經濟技術開發(fā)區(qū)精密機械產業(yè)園，總投資5億元人民幣。公司專業(yè)主攻全球技術領先的微納尺度3D打印，將建設面向國家及世界重大需求的具有國際影響力和競爭力的國家級創(chuàng)新研究院，并最終建成規(guī)模不低于四條3D材料打印生產線。

南極熊對摩方聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學家方絢萊教授，摩方美國公司總經理夏春光博士進行了專訪。通過這個專訪，或許可以讓你看到，全球頂尖的微納米尺度3D打印企業(yè)對于精密制造技術未來前景的深度解讀。

Δ摩方聯(lián)合創(chuàng)始人、首席科學家方絢萊教授（中）與摩方美國公司總經理夏春光博士（右）接受南極熊（左）采訪

提到摩方材料，用一句話評論就是，這是一家微納尺度3D打印及顛覆性精密加工能力解決方案提供商。摩方材料是一家很年輕的高新技術企業(yè)，于2016年在中國深圳、美國波士頓及香港同步創(chuàng)立。公司核心技術團隊由公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼麻省理工學院終身教授方絢萊教授領導。目前，在摩方擔任資深科學家的有美國工程院院士、光學專家William Plummer教授，及被譽為“全球眼鏡學之父”的Mo Jalie教授。

微納米尺度3D打印是目前全球最前沿的先進制領域之一。復雜三維微納結構在微納機電系統(tǒng)、精密光學、生物醫(yī)療、組織工程、新材料、新能源、高清顯示、微流控器件、微納光學器件、微納傳感器、微納電子、生物芯片、光電子和印刷電子等領域有著巨大的產業(yè)需求。

摩方的微納米級3D打印技術被《麻省理工科技評論》列為2015 年全球10大顛覆性技術突破第二名，也是該領域公認的全球4支前沿團隊中唯一的華人團隊。跟隨項目同時落戶無錫的還有摩方公司近40人的研發(fā)團隊，其中博士近20名。

Δ微納米尺度 3D 打印

微納制造，精密必現(xiàn)

大家都知道，傳統(tǒng)的切削加工，包括機械、激光、超聲切削，屬于減材制造。減材制造最難以實現(xiàn)的部分之一體現(xiàn)在裝配上。尤其是在微尺度結構領域，增材制造去除了組裝的難度，甚至能夠取代裝配的步驟。在打印精度方面，傳統(tǒng)加工制造很難達到比較高的精度，而微觀的打印能夠輕易地達到10微米以下。

Δ三維點陣模型

Δ微型彈簧

Δ超高XY打印精度

3D打印的潛在優(yōu)勢，體現(xiàn)在批量的個性化制造。在宏觀領域，相對比較難實現(xiàn)批量制造；而微結構的3D打印領域，為大規(guī)模個性化制造提供了可能性。方絢萊教授為我們舉了一個例子：第一代的集成電路只有4個單元，經過幾十年的發(fā)展，如今的集成電路有幾千萬個單元，這是隨著科技進步精細度不斷提升的結果。又比如，手機上的相機成本可以做到幾美元一個，而傳統(tǒng)的單方相機還是幾千美元。3D打印的微觀精密結構就在這些領域體現(xiàn)出了它的價值。

Δ微縮藝術品：唐代佛像

Δ微縮藝術品：無錫玉飛鳳

Δ生物支架

Δ三維點陣模型

獨特的精密制造3D打印材料：未來前景無限

南極熊曾經報道過方絢萊教授研發(fā)的受熱收縮的3D打印超材料。方絢萊教授告訴南極熊，除了這種受熱收縮的超材料，最近Nature雜志刊登了一項新的研發(fā)成果：磁性機器人。利用磁場驅動的機器人能夠在很短的時間里改變其構型，按照預見設計好的方式進行形變。這種快速響應、利用磁場驅動的特性，只有在微觀條件下才能實現(xiàn)，在宏觀領域無法找到這樣的例子。只有尺寸做到足夠小，反應速度才能提升，對外場的響應形變才能更明顯。

Δ負熱膨脹多材料樣件

不是競爭對手，而是重要補充

我們知道德國公司Nanoscribe，與摩方的技術路線類似，2017年收入已達幾千萬美元，銷售了150套設備，主要來自于3D打印機銷售及微制造服務。Nanoscibe的技術路線雖然與摩方相似，但針對的是不同的用戶。

在目前階段，雖然Nanoscibe已經賣出了150套設備，但是在市場上遠遠沒有被滿足。在摩方看來，工業(yè)領域市場還有更大的需求，有著非常廣闊的應用空間。摩方真正的目標并不是取代Nanoscibe，而是要升級傳統(tǒng)生產加工設備，類似傳統(tǒng)注塑等方式。因此需要更多的用戶來理解、合作，擴大認知程度。只有3D打印真正融入生產鏈，這個市場才能被培育起來。

據(jù)南極熊市場調研，深圳摩方材料科技有限公司自主研發(fā)的3D打印系統(tǒng)已被美國麻省理工學院（M.I.T）、阿聯(lián)酋Masdar Institute、南京大學、西安交通大學、中國科學院納米所、香港城市大學等世界頂級科研機構使用。

Δ摩方材料3D打印設備nanoArch P140，采用PμLSE（面投影微立體光刻）技術，用于實現(xiàn)高精度多材料微納尺度3D打印的設備。通過將紫外光投影到液態(tài)樹脂表面使其固化，逐層累加從而完成產品的制作。通過一次曝光可以完成一層的制作。

前景無限的3D打印高精度眼鏡片

中國框架鏡片市場年均銷售額600億元，其中鏡片市場180億元（相比之下，整個中國3D打印市場還達不到100億元）在整個鏡片行業(yè)中技術含量較高的鏡片設計、驅動控制軟件、模具加工、合成高折射樹脂材料等環(huán)節(jié)，均被美國、歐洲、日本等境外公司掌控。3D打印鏡片，將是一個重大的技術應用突破。

摩方作為精準驗光私人定制鏡片的創(chuàng)新企業(yè)，提出“五度間隔、兩度公差”的精準驗光理念，將先進視光功能鏡片設計與國際前列的微納米高精密制造技術相結合，為公眾帶來全新的驗光體驗，使更健康、更符合人體需求的定制化鏡片。

傳統(tǒng)加工方式非常復雜，而目前最新的鏡片加工方式是計算機數(shù)控加工，主要包含單點金剛石加工和微納米高精密3D打印這兩種技術。然而，能實現(xiàn)表面為任何形狀的自由曲面的制造，如非環(huán)曲面和漸進表面，最好的解決方案便是微納米高精密3D打印技術。

南極熊了解到，自由曲面鏡片用傳統(tǒng)工藝很難實現(xiàn)、造價不菲，但摩方的技術不僅可以實現(xiàn)，且成本跟普通鏡片差不多。3D打印鏡片對于眼鏡行業(yè)的意義猶如活字印刷對于出版業(yè)的意義，這種新技術能帶來更快、更經濟、更靈活、更準確的鏡片生產。我們相信這種技術能夠讓視力障礙患者獲得更舒適、光明的未來。

未來：更多應用

在其它領域，摩方還處于更早期的階段，但是我們已經看到了無限前景。微納3D打印能實現(xiàn)的精密器件數(shù)不勝數(shù)，例如心血管支架、內窺鏡、特定的電子接插件等。這些領域與國內的產業(yè)鏈結合，還需要一定時間。這次在無錫成立研究院，會大大加速合作應用的推廣方式，推進我們國家的微納尺寸3D打印應用。

Δ生物支架

和所有新興技術一樣，微納3D打印正變得更加精密、功能更強大、成本更低。當然新的技術出現(xiàn)時，也會面對一定的挑戰(zhàn)。南極熊看好摩方材料，相信微納米尺度3D打印能夠在更多領域發(fā)揮出更大的價值。