德國不乏先鋒。3D 金屬打印技術開發企業 Concept Laser 有限公司便是其中之一。該公司在 2012 年即已進駐中國寧波。對這家設備制造商而言，中國是其未來最重要的市場之一。
“我們了解并非常重視中國所具有的潛力，”Concept Laser 有限公司創始人和業務管理合伙人 Frank Herzog 先生說。這家創建于十五年前的企業開發出了一種新的金屬激光熔融增材制造技術，該技術今天以“3D 金屬打印”的名稱為世人所知。 從2012 年開始，Concept Laser開始進軍中國市場，并首先和一家長期從事注塑模具業務的寧波公司達成兄弟合作伙伴關系。同時，Concept Laser 還積極開拓自己的銷售渠道，建立自己的銷售網絡。考慮到中國市場的特殊地位和重要性，Concept Laser 有意在不久的將來在中國建立自己的子公司，獨立開展業務。
圖1：Concept Laser 在寧波的展示廳，里面裝配了一臺 Mlab cusing。
圖2：Concept Laser寧波展示廳，技術服務人員正在Mlab cusing設備前工作. Concept Laser未來在上海的獨立子公司將配備有一個大型展示廳，以方便客戶能夠隨時體驗所有機器的使用過程和對他們的員工進行培訓。
Concept Laser計劃將在上海建立起自己獨立的子公司。Concept Laser 合伙人、銷售與營銷總監 Oliver Edelmann先生表示：“我們希望比目前更快的速度去接觸我們的客戶，向他們提供Concept Laser的機器以及備件。”Concept Laser未來在上海的獨立子公司將配備有一個大型展示廳，以方便客戶能夠隨時體驗所有機器的使用過程和對他們的員工進行培訓。Oliver Edelmann 繼續說道：“上海子公司將成為Concept Laser進入整個亞洲地區的橋梁。”
圖3：Concept Laser 寧波基地的入口
互相學習
Frank Herzog先生和Oliver Edelmann先生，作為Concept Laser的主要負責人均表示，中國不僅僅只是其產品的銷售市場，同時還認為這里將會有很多新的合作機會。Oliver Edelmann說：“中國企業有很多地方值得我們學習。我覺得他們對新事物和創新的態度非常開放。”而恰恰在高度重視安全性的航空工業，這個Concept Laser重要的目標市場，引入新技術是一個非常困難的過程。“增材制造技術需要我們轉換思維，”Frank Herzog 說，“幾何數據不重要，重要的是思維和設計，這也是人們所說的面向制造進行設計（Design for Manufacturing）的原因。 ”
圖4：Concept Laser 有限公司執行合伙人 Frank Herzog先生
Concept Laser 3D 金屬打印所從事的是極具創新性的工業制造。和傳統工藝不同，它是一種無需模具的產品制造方法，重要的是設計和材料的選擇，以及仿生學知識的應用。這種制造方法的巨大優勢尤其體現在成型自由度、輕量化潛力、無限的功能集成方式、資源節約型的制造過程以及快速且成本相對較低的生產。若要完全發揮這種制造方法的潛力，第一步需要優化設計，甚至可能要修改材料。Frank Herzog介紹說：“只有這樣才能實現最佳的輕量化結構。”
在Frank Herzog和Oliver Edelmann看來，中國人對創新型制造方法抱有非常開放的態度，決策過程迅速、果斷。而且中國很多企業都具備相當的財力，能夠堅定不移地推進新技術的發展。因此，Frank Herzog先生：“在很多方面，我們都需向中國企業學習。”
圖 5：Concept Laser 合伙人、銷售與營銷總監Oliver Edelmann先生
圖 6：Concept Laser 管理層：Frank Herzog先生、Kerstin Herzog女士和 Oliver Edelmann先生
3D 金屬打印技術的先鋒和發展推動者
在2000 年 Concept Laser 成立的時候，市場上3D 金屬打印還是個新鮮事物。那時還只有激光燒結技術，幾乎可以說是在烤金屬粉末，產品的表面質量和穩定性都無法滿足眾多潛在用戶的要求。但 Frank Herzog 卻對這種幾乎是從無到有的隨心所欲的金屬成型理念很感興趣，并全身心地投身到該課題的研究當中。
他的研究顯示，可以用 Nd:YAG 激光（摻釹釔鋁石榴石激光）代替常用的 CO2 激光將鋼粉末完全熔化而不僅僅是燒結。當時這位年輕的工程師還一點都沒有要自己進行制造設備的念頭。但在所有激光燒結設備制造商拒絕與他合作之后，他決定自己創辦公司，Concept Laser由此誕生。
一年之后，Frank Herzog 已能夠在 Euromold 2001 上介紹世界上首臺3D 金屬打印機，并在一年之后交付使用：即所謂的 M3 linear。這項技術被命名為 LaserCUSING。“我們采用‘LaserCusing’這個詞，是為了在名稱中就明確表示，我們的方法是真正的激光熔融，而不僅是激光燒結。”Frank Herzog 解釋道。Cusing 由 Concept 和 Fusing 這兩個詞組合而成，后者即為英語的熔融。
如今，Concept Laser 公司已成為金屬激光熔融領域的市場領導者之一。其機器解決方案涵蓋小型設備（50x50x80mm3）直至世界最大的同類型設備（800x400x500mm3）。在采用多激光器技術之后，目前制造速度也有了明顯的提升。在質保和質量監控方面 Concept Laser 也同樣是領導企業之一，并且可以提供用于過程監控的先進工具。
整體而言，Concept Laser 15 年的發展歷史就是 15 年成功的工藝開發史。公司擁有自己的研究與開發部門，部門員工超過 50 人。此外，Concept Laser 有限公司還與大學、科學技術機構和工業企業展開眾多的研究與開發合作。現在，公司已擁有 50 多項已獲批準的專利，并且還有大約 100 項專利正在申請中，其中大部分專利申請有望不久即可獲得批準。公司申請專利的發明數量整體呈持續上升趨勢。
圖 7：使用中的多激光器技術
聚焦航空、醫療和牙科技術
Concept Laser 認為在中國，尤其是航空工業以及醫療和牙科技術領域對其產品需求會很大。因為，這些行業對于其所需的各類部件往往批量相對較小，采用常規制造方法不僅成本高昂且成品也不是非常理想。例如在航空制造領域，生產那些具有超輕和仿生特征的部件產品。Frank Herzog介紹說：“使用 3D 金屬打印技術，我們可以制造出用料最省的造型，同時可通過其形狀準確地吸收產生的力。”3D金屬打印技術相較于傳統工藝更加節省材料，這是其一大核心亮點，Oliver Edelmann表示：“今天人們用最昂貴的材料制造飛機零件，但其中有百分之八十至九十變成了切屑，真是瘋了！純屬浪費！”
圖 8：飛機制造中的新重量：輕量化潛力非常高
再例如，在牙齒制造技術領域，人們所需的產品，數量通常只需要 1 件，因此在該領域，激光熔融技術也具有非常強的優勢。使用3D打印技術可以毫不費力地同時制造大量各不相同的齒冠，不僅可做出極其復雜的形狀，而且還進行了底切加工，這對于傳統的切削工藝來說，必須經過匹配才能進行這項加工。Oliver Edelmann說：“一些中國生產假牙的企業已意識到這一點并成功應用了這項技術。”在醫療行業，除了生物相容性材料（例如鈦）的使用，形狀自由度和多樣性也具有重要意義。而3D打印技術可精確地根據病人個體的疾病情況進行匹配和生產植入物。
面向工業要求的設計
Concept Laser 的設備能夠滿足工業制造的所有要求。Frank Herzog介紹說：“在開發產品的時候，我們始終站在工業工具和模具制造商的角度思考問題，而不是從原型制造商的實驗角度。因為我們的根就在那里。”開發出新產品后，兄弟公司總是會立即在工業條件下自己率先使用。現在，在工藝技術最終跨越了從原型制造到工業量產的門檻之后，人們正從中獲益。
“在今天我們所處的階段，”Frank Herzog 說，“很多行業正密集地采用增材制造技術。航空和航天工業甚至已完成了完全的范式轉變。”與尚處于起步階段的創業企業相比，Concept Laser 的工業背景讓其擁有顯著的領先優勢。Oliver Edelmann說：“我們從一開始就必須應對工業要求。這對易用性、安全性、質量和過程監控產生了影響。我們甚至考慮了像貨物裝卸或者重要安全區域的嚴格空間分隔這樣的問題，例如部件提取區域加工過程室的分隔。”Concept Laser 的所有機器解決方案均遵照 ATEX 安全指令進行設計。此外，所采用的均是品牌元器件。
在成立的第 15 年，Concept Laser 創造了一個又一個記錄。剛剛榮膺巴伐利亞州經濟最成功且最創新的 50 家企業之一，其 2014 年的銷售額即增長了 75% 達到 4400 萬歐元。這一成績的取得來自于公司 110 名員工共同努力。對于2015年，管理層依然樂觀，Concept Laser 負責財務與人事的共同創始人和股東 Kerstin Herzog 女士表示：“我們的銷售額還會繼續上升。”
Concept Laser 的所有生產基本上是在其位于德國巴伐利亞州利希滕費爾斯（Lichtenfels）的總部完成，巴伐利亞是德國最南端且以經濟實力而聞名的州。最近公司新建了一個生產車間，以滿足來自全球市場強勁的增長需求，生產能力每年將可達 250 臺設備。Frank Herzog說：“我們具有很高的垂直整合度，從而可長期保證我們系統的耐久性和堅固性，而這些我們只有在總部這里才能做到。”
圖 9：X line 2000R，一臺具有世界最大結構空間（800x400x500mm3） 和最強激光功率（2x1000W）的設備。
Concept Laser 簡介
Concept Laser 有限公司目前可提供四種不同的 3D 金屬打印設備，其激光功率在 100 W 和 2x1000 W 之間。配有雙激光器的最大設備，其結構空間為 800x400x500mm3，結構容積在 0.6 和 160 l 之間。以下材料可供使用：不銹鋼、耐熱工具鋼、不銹工具鋼、鋁和鈦合金、鎳基合金、鈷鉻及各種特種合金。在2014年，Concept Laser 在其所有110 名員工的共同努力下實現了 4400 萬歐元的銷售業績，收到110臺設備訂單。目前，其設備的全球安裝基數已超過 400 臺。擁有一個覆蓋全球的服務網絡，可專門為客戶提供機器、備件和服務。在美國，Concept Laser 已擁有一家子公司。
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