材料生態(tài)系統(tǒng)從封閉轉(zhuǎn)向開(kāi)放，促進(jìn)生產(chǎn)中增材制造應(yīng)用并釋放創(chuàng)新潛力

眾所周知，3D打印行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一直堅(jiān)持類(lèi)似的“主體不變，配件更換”模式，類(lèi)似于紙版打印機(jī)需要時(shí)常更換掉廢舊的墨盒，其中OEM的很大一部分利潤(rùn)來(lái)自專(zhuān)有材料的銷(xiāo)售。近年來(lái)，隨著越來(lái)越多的公司啟用開(kāi)放材料，我們看到該行業(yè)的范式發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

隨著3D打印從原型制作領(lǐng)域逐漸轉(zhuǎn)向生產(chǎn)領(lǐng)域，成為工業(yè)化的增材制造模式，生產(chǎn)環(huán)境中更高的材料用量大大強(qiáng)調(diào)了材料成本，而這些成本如今往往是阻礙在這些高產(chǎn)量環(huán)境中更廣泛采用增材制造技術(shù)的因素。

此外，封閉的生態(tài)系統(tǒng)限制了創(chuàng)造力，使用戶(hù)無(wú)法接觸到制造商策劃的產(chǎn)品之外的大量潛在材料。工程師和設(shè)計(jì)師渴望獲得具有特定性能的專(zhuān)用材料，例如：用于打印電子產(chǎn)品的導(dǎo)電絲、用于醫(yī)療設(shè)備的生物相容性樹(shù)脂或用于航空航天應(yīng)用的高性能熱塑性塑料。毫無(wú)疑問(wèn)，為材料開(kāi)發(fā)商開(kāi)放打印機(jī)大大加快了創(chuàng)新的步伐，但"開(kāi)放材料"又會(huì)對(duì)原始設(shè)備制造商（OEMs）產(chǎn)生什么影響？

讓我們以增材制造市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者 Stratasys 為例：材料約占 Stratasys 收入的 35%（每年大于2 億美元），預(yù)計(jì)占其毛利潤(rùn)的 40% 以上（約 100-1.2 億美元）。隨著 Stratasys 開(kāi)始在特定打印機(jī)上提供“開(kāi)放材料”，人們擔(dān)心對(duì)其盈利能力產(chǎn)生負(fù)面影響。Stratasys 尚未盈利，過(guò)去 12 個(gè)月 (TTM) 的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)為 (7,300 萬(wàn)美元)。它能承受這個(gè)“打擊”嗎？或者另一方面，開(kāi)放材料是否會(huì)帶動(dòng)足夠的額外打印機(jī)銷(xiāo)售來(lái)彌補(bǔ)，甚至可能減少部分研發(fā)支出（TTM 為 8800 萬(wàn)美元，其中很大一部分可能用于材料開(kāi)發(fā)）？

開(kāi)放材料的主要“優(yōu)點(diǎn)”是：

• 生產(chǎn)環(huán)境中的機(jī)器銷(xiāo)量更高：雖然生產(chǎn)環(huán)境對(duì)價(jià)格施加更大壓力，但這些人更有可能購(gòu)買(mǎi)多臺(tái)打印機(jī)。
• 向想要開(kāi)發(fā)新材料的客戶(hù)進(jìn)行機(jī)器銷(xiāo)售；在這些材料的推動(dòng)下，這反過(guò)來(lái)可能會(huì)帶來(lái)額外的機(jī)器銷(xiāo)售。
• “間接”材料收入，例如通過(guò)削減第三方材料供應(yīng)商的“認(rèn)證”材料。
• 來(lái)自開(kāi)放材料許可證的收入：例如，Stratasys 以每年約 12,000 美元的價(jià)格出售 FDM Fortus 450 打印機(jī)的開(kāi)放材料許可證（或永久許可證約 80,000 美元）。
• 來(lái)自材料開(kāi)發(fā)和測(cè)試服務(wù)的新收入來(lái)源。
  

這足以彌補(bǔ)材料收入流的下降嗎？需要強(qiáng)調(diào)的是，材料收入流是經(jīng)常性的、更穩(wěn)定的，而且肯定比打印機(jī)收入更能“抵御衰退”？

開(kāi)發(fā)商可能不會(huì)完全放棄材料收入流，而是通過(guò)提供更具吸引力的材料價(jià)格來(lái)妥協(xié)利潤(rùn)，以保持客戶(hù)從 OEM 購(gòu)買(mǎi)，特別是對(duì)于大批量客戶(hù)（例如提供批量折扣）。此外，利用“開(kāi)放材料”來(lái)創(chuàng)建專(zhuān)用材料，否則 OEM 將花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)（如果有的話(huà)）。也就是說(shuō)，傳統(tǒng)的增材制造原始設(shè)備制造商（例如Stratasys和3D Systems）可能會(huì)因啟用“開(kāi)放材料”而至少遭受短期負(fù)面影響，這可能會(huì)反映在它們的股價(jià)中。

相比之下，新興的原始設(shè)備制造商，尤其是那些“立即”針對(duì)工業(yè)環(huán)境的原始設(shè)備制造商，不受“自我顛覆”的擔(dān)憂(yōu)，并根據(jù)這些生產(chǎn)環(huán)境規(guī)劃其商業(yè)模式。

我們以以色列金屬增材制造公司Tritone為例。Tritone 擁有基于燒結(jié)的技術(shù)，旨在大批量生產(chǎn)金屬和陶瓷零件，該公司非常注重生產(chǎn)環(huán)境。該公司直接銷(xiāo)售經(jīng)過(guò)打印機(jī)測(cè)試和合格的材料，并同時(shí)也選擇性地與客戶(hù)合作開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的材料。

△Fraunhofer 使用 Tritone 打印機(jī)和 Inconel 317C 制造的零件。

德國(guó)領(lǐng)先的研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer IFAM與MIMplus合作，使用 Tritone 的打印機(jī)開(kāi)發(fā)了 Inconel 317C 金屬漿料，該材料用于航空航天渦輪葉片、燃?xì)廨啓C(jī)和反應(yīng)堆容器等應(yīng)用。結(jié)合前面提到的“優(yōu)勢(shì)”，這種材料可能會(huì)推動(dòng)Tritone 在航空航天、發(fā)電和化學(xué)加工行業(yè)的銷(xiāo)售，創(chuàng)造“雙贏”局面。

總而言之，開(kāi)放材料對(duì)于增材制造行業(yè)推動(dòng)在工業(yè)環(huán)境中更廣泛的采用非常重要，這是材料價(jià)格下降（競(jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng)）和/或加速材料創(chuàng)新的結(jié)果，允許更多應(yīng)用。傳統(tǒng)公司可能會(huì)在短期內(nèi)面臨財(cái)務(wù)壓力，并且會(huì)更加謹(jǐn)慎，而新興的公司則從一開(kāi)始就會(huì)為此做好準(zhǔn)備，并與生產(chǎn)客戶(hù)建立良好的關(guān)系。