鉑力特金屬3D打印機與德國EOS對比分析

國內金屬3D打印龍頭廠商鉑力特申請科創(chuàng)板IPO。3D打印專業(yè)媒體南極熊注意到，在審核問詢環(huán)節(jié)，主管部門提了不少好問題，幫助投資者更好了解將要進行IPO的發(fā)行人。



問詢：與行業(yè)內主要競爭對手分類對比同類產品的技術性能和相關參數指標，充分披露發(fā)行人與競爭對手的技術特點差異、發(fā)行人產品的技術先進性。

鉑力特回答：
增材制造的關鍵要素包括設備、工藝（定制化產品的制造）和材料。公司在上述領域與行業(yè)內同類產品的對比如下：

1、金屬3D 打印設備
SLM 成形技術是目前金屬增材制造中發(fā)展最成熟、應用最廣泛的技術，基于 SLM 技術的激光選區(qū)熔化成形設備是目前國際上銷售最多的工業(yè)級金屬增材制造設備，也是報告期內公司銷售和自用最多的系列設備。德國 EOS 公司是全球最大同時也是技術領先的激光粉末燒結快速成型系統(tǒng)的制造商，其技術路線專注于持續(xù)不斷的優(yōu)化 SLS/SLM技術，并開發(fā)適用于工業(yè)化生產的高效率設備。公司同類產品與其相關技術參數指標及性能對比如下：

（1）關鍵技術指標方面
公司 S300/S400系列產品基本對標 EOS 的 M280/M290系列，S500/S600系列基本對標 EOS 的 M400/M400-4系列。其中 S320及 S400為公司在 S300基礎上進行升級改造的產品，M290為 EOS 公司 M280的升級產品。

激光選區(qū)熔化成形設備的關鍵指標如下：
①成形尺寸：代表了設備能夠最大加工零部件的能力，不同的成形尺寸成為了劃分設備大、中、小型設備的依據，相應的也決定了設備的售價與開發(fā)難度。

②分層厚度：SLM 技術中的激光燒結過程是基于零件逐層建造的快速成型制造工藝，設備的制造工藝水平決定了零件的分層厚度范圍，而零件的分層厚度又直接影響零件的成形精度和打印效率。分層厚度越小，零件成形越精細；分層厚度越大，零件成形效率相對越高。設備可實現的分層厚度范圍越大，可打印零件種類越多，應用也越廣泛。
③激光器功率及數量：中小型金屬 3D 打印設備出于成本、技術復雜度等因素考慮，通常采用一個激光器作為熱源。單個激光的成形效率不超過 20cm3/小時，在加工大型零部件過程中會使得加工周期過長。在大型金屬 3D 打印設備中，采用多激光器的設計可以兼顧零部件表面精度與成形效率，但是也會使得設備的復雜度提升。
④激光器光束質量：激光器作為金屬粉末融化的熱源，是金屬3D 打印設備至關重要的部件。光束質量決定了零件的成形質量和成形精度，是設備打印能力極其重要的體現。
⑤最大掃描速度：金屬3D 打印設備利用振鏡實現激光的位置控制，進而實現逐層燒結的掃描過程控制。每一層的打印時間由激光掃描速度決定，最大掃描速度是設備成形效率的一個重要參考指標。激光掃描速度越大，設備成形效率越高。
⑥Z 軸重復定位精度：金屬3D 打印過程是一個逐層疊加燒結的過程，每次成形平臺下降的高度在10-100微米不等，在成形平臺的下降過程中如果其 Z 軸的重復定位精度不高，會造成零部件尺寸與理論模型出現較大偏差，造成零部件報廢或無法使用。
⑦預熱溫度：在大型零部件的打印過程中，金屬粉末急速熔化并且快速冷卻，在熔化、冷卻過程中會產生非常大的熱應力并最終可能導致零部件開裂、變形等狀況出現。通過對基材進行預熱，可以減少熱應力累積，從而減少零部件不合格品出現概率。除此之外，一些特殊材料的加工對溫度有一定要求，設備可實現的預熱溫度越高，可打印材料種類也會越多。
⑧氧含量控制：金屬加工過程中經常會采用一些活潑金屬粉末，比如鈦合金、鋁合金等，這些材料在熔化過程中會與空氣中的氧氣進行反應，生成影響材料力學性能的氧化物；同時氧氣會使得未被燒結的粉末氧含量成分上升，造成粉末氧含量超標不能二次利用。設備的氧含量控制能力不僅決定設備可打印的材料種類，也極大影響粉末的可循環(huán)利用次數。
⑨鋪粉機構：基于 SLM 技術的逐層建造過程，設備每打印完一層，需要進行鋪粉動作后再進行下一層打印，鋪粉過程會占用整個成形過程一定時間。目前，SLM 設備的鋪粉機構主要有單向和雙向兩種形式，雙向鋪粉可減少設備的鋪粉時間，提高設備成形效率，但是如何實現雙刮刀快速調平是設備設計的關鍵點。


EOS M290與鉑力特公司同類產品的關鍵技術指標比較如下：



EOS M400（M400-4）與鉑力特公司同類產品的關鍵技術指標比較如下：



由上表可知，公司產品的關鍵技術指標達到 EOS 同類產品水平，部分指標如成形尺寸、預熱溫度、氧含量控制以及鋪粉效率等方面甚至有所超越。公司根據金屬3D 打印工程化應用的豐富經驗，結合下游客戶使用過程中的難點和痛點，進行針對性的技術優(yōu)化和改進。相較于 EOS 設備，公司 S320設備的開放式維護保養(yǎng)空間可以提高設備的可維護性和操作人員的使用體驗。另外，小編獲悉，人造肉在線http://www.renzaofood.com/涉及到不少3D打印肉類的技術，可能產生另外的市場需求。

（2）產品性能方面
相較于 EOS 公司近30年的發(fā)展，公司增材制造設備起步較晚，雖然在短時間內取得較快進步，但在設備運行的穩(wěn)定性方面尚需進一步提升。同時，由于 EOS 設備售出數量較多，應用較為廣泛，公司自研設備針對不同應用場景的個性化解決方案方面需要進一步改進。隨著公司自研設備銷售和使用的數量逐漸增多，針對性的改進使用過程中的相關缺點，公司設備的性能得以提升迅速。2016年至2018年，公司向客戶銷售的定制化產品中由公司自研設備生產的比例逐年提高，分別為22.92%、51.15%、70.62%，充分體現了公司設備的良好性能。

（3）技術特點差異
增材制造的成形質量和成形效率、成形尺寸之間存在著矛盾。德國 EOS 公司的技術重點發(fā)展方向為在保證設備運行的穩(wěn)定性和成形質量的前提下，努力提高設備的生產效率，而并不側重發(fā)展超大打印尺寸的設備，其產品線也相對簡單。
公司金屬增材制造設備針對工業(yè)級市場的不同應用場景，綜合考慮不同領域客戶的需求差異，綜合平衡設備在成形尺寸、成形質量、成形效率和成本之間的關系，針對航空航天（S300系列、S400等）、科研院校（S210）、醫(yī)療齒科（A100）、工業(yè)模具（A300）等行業(yè)分別開發(fā)適用性強的金屬增材制造設備。同時，對于航空航天等金屬3D 打印應用深度及廣度較高的領域，進一步開發(fā)專業(yè)化應用設備，如：公司開發(fā)的 S500設備主要面向航空航天大長徑比類零部件的定制生產，S600設備主要面向航空航天大型回轉體類零部件的定制生產。結合國內外智能互聯(lián)、智能工廠的需求，公司設備均采用工業(yè)總線技術，便于設備的遠程監(jiān)控、遠程診斷和數據收集，從而為設備的可預測式維護、智能診斷提供硬件基礎。公司設備安裝的集模型切片分層、掃描路徑規(guī)劃功能于一體的 BP 軟件及設備協(xié)調控制系統(tǒng)軟件 MCS，可以實現設備安全穩(wěn)定和無人值守運行。