不难理解为什么世界上一些最大的公司最近在金属3D打印方面进行了大量投资。目前，大规模制造金属零件需要公司在复杂的全球供应链中进行导航，这些供应链将不可避免的大块资金排除在底线之外。
然而，与金属3D打印相关的成本，复杂性和时间确保了该技术在数万亿美元制造业中的标志仍然微乎其微。
桌面金属正在努力改变这种状况。今年晚些时候，该公司将开始发售其生产系统的早期版本，这是一种3-D打印机，能够以成本和速度生产多达100,000个金属零件，与传统制造方法相比具有竞争力。该公司的第一款产品Studio System改善了3D打印原型和小批量金属零件的安全性，速度和价格。
“金属制造是整体制造业的最大驱动因素之一，制造业推动了全世界的发展，”桌面金属联合创始人A. John Hart说，他是麻省理工学院机械工程系副教授，制造与生产力实验室主任。“3-D打印在功能方面以及如何重塑产品生命周期方面是一项了不起的技术，但我们处于如此早期阶段，需要创新流程来打开闸门。”
为了实现这一目标，创始团队包括四名现任麻省理工学院教授和斯隆管理学院的校友，他们监督了一项卓越的创新，这使得该公司申请或正在申请200多项专利。
这项创新可能有助于解释为什么桌面金属自2015年成立以来一直享有前所未有的发展轨迹。波士顿商业杂志 报道称，去年夏天它成为美国历史上最快的公司，估值达到数十亿美元，筹集2.77亿美元在风险投资中。
对于这样一家年轻的创业公司来说，拥有数百年历史的制造业似乎是一个强大的目标，但是谷歌，福特，宝马和通用电气等企业巨头的投资支持已经为桌面金属公司提供资金支持，该公司可能会破坏该行业。在3D打印世界中从未见过的规模。
一个绝佳的机会
2012年，Ric Fulop MBA '06是North Bridge Venture Partners的普通合伙人，他看到了一个商机，因为目前3D打印金属的流程对于大规模生产来说太慢了，而且对于原型设计来说太昂贵了。在决定他应该自己创办公司之前，他花了三年的时间寻找合适的公司来解决这些问题。
认识到他面前的巨大技术挑战，Fulop决定召集一群人，他们在职业生涯中推进了与3D打印相关的领域，包括材料科学，机器设计，自动化和软件。
他创办公司的六个人包括哈特; 京瓷材料科学与工程教授蒋明明; 材料科学与工程教授Christopher Schuh; 机械工程教授Ely Sachs是三维印刷的早期先驱，他发明了广泛使用的粘合剂喷射印刷方法。其他联合创始人是计算机辅助设计软件老手Rick Chin和Jonah Myerberg，他曾在Fulop曾在一家公司工作，目前担任Desktop Metal的首席技术官。
“我们聚在一起说，'让我们开始发明'，这是一次了不起的经历，”哈特回忆道。“桌面金属并没有从我们的任何实验室中脱离出来。这是一个围绕机遇和愿景创建的团队，需要在市场需求的背景下快速发明和创新。”
该团队的突破之一是称为束缚金属沉积的印刷技术，其通过挤出与粘合剂混合的金属粉末来工作，其方式类似于塑料3-D印刷中常见的逐层工艺。然后将这些部件置于脱粘剂中，其中专有的流体溶解粘合剂，然后在炉中烧结和致密化。
结合金属沉积与许多相同的合金一起工作，金属注射成型(MIM)工艺自20世纪80年代以来已广泛用于制造，包括不锈钢，铜和钛。
“我们将金属3D打印变成办公室友好型，可放在任何地方，”Fulop说。“你只需将其插入即可制作金属零件。”
Studio System使得3D打印实用于办公室原型设计和小批量生产。但为了使Desktop Metal能够应对全球制造市场，该公司需要进一步重塑印刷工艺。
该公司的生产系统利用另一种专有技术，称为单程喷射，这是一种复杂但外观平滑的过程，其中两侧带有粉末撒布单元的打印头在构建区域上来回滑动。每次通过时，打印机都会在将粘合剂喷射到粉末上之前沉积精确的金属粉末层。每层粉末都像人的头发一样薄。
据该公司称，该系统是世界上最快的金属3D打印机，比最接近的粘合剂喷射系统快400%，比现在的激光打印机快100倍。
“到目前为止，无法进入的很大一部分原因是印刷的成本和速度，”哈特说。“如果你曾经看过正在印刷的3D金属部件......一些植物生长得更快。”
美好的未来
Fulop估计，随着公司的不断扩大，2019年将生产二十多个生产系统。随着订单的推出，许多Desktop Metal的客户都希望购买多个系统，以高于100,000个零件的数量进行打印。
不过，目前尚不清楚在不久的将来会有多少3D打印机会破坏主流金属加工。传统的制造工艺，如铸造，确实有利于以大批量生产相对简单的零件。
“当人们说三维打印在几十年内将占制造业的20%或40%时，我认为，'可能不会'，然后，'现在判断还为时过早'，”哈特承认道。“那就是说，现在是这么早，我相信增材制造业在未来五到十年左右会增长10到100倍。”
使用当前机器和材料的销售量来衡量金属 3D打印的影响可能低估了它的真实价值。3D打印的独特功能应该为工程师和设计师提供新颖的选择，这些工具和设计师试图制造更高效的飞机发动机和更轻的汽车结构等物体。
“3-D打印可以让您将复杂性转化为简单性，”Hart解释道。“考虑有多少产品需要多个部件的并行工程和最终组装，以及制造的设计约束和物流如何塑造我们开发产品的方式.3-D打印可以让您将组件整合到单个部件中，并设计出最佳性能。只有三维打印的成本忽略了新设计解锁的令人难以置信的价值，以及操作的速度和灵活性。当你手牵手思考这些方面时，你会看到真正的突破。“