明朝文學家魏學洢代表作《核舟記》,描寫了“核舟”微雕工藝品的精湛形象。而在當下,一家深圳企業使用2微米精密3D打印技術,可以短時定制極薄牙齒貼面。
一微米約等于人類頭發絲直徑的1/50。成立于2016年的摩方精密科技股份有限公司(以下簡稱“摩方精密”),敏銳地發現了增材制造(3D打印)在高精度領域的空白,短短幾年,就發展成為全球最早攻克增材制造2微米級打印精度,并實現工業化應用的企業。2021年,摩方精密(深圳摩方新材)獲評深圳專精特新中小企業稱號。

摩方精密制造的超薄強韌牙齒貼面
原創的前沿技術,讓摩方精密在國內外工業展會上迅速獲得關注,也使其在短時間內打開了全球市場。截至目前,其產品熱銷35個國家,海外營收占比達50%,創造了國內企業將精密高端設備逆向出口發達工業國家的案例。
而今,摩方精密持續探索高精度3D打印技術批量化工業生產應用,并在牙齒貼面、質譜儀霧化器、細胞培養及新藥開發等領域實現了開創性應用。作為摩方精密原創技術和產品的締造者,其聯合創始人、CTO夏春光告訴南方+記者:“在現代制造業中,精密制造約占70%,是一項必不可少的重要技術,希望摩方精密能快速成長為第一家把精密3D打印大規模帶入工業制造的企業。”
成績:以顛覆性增材制造技術賦能千行百業
近日,由摩方精密股份有限公司(簡稱摩方精密)牽頭開展的 “十四五”國家重點研發計劃項目“極薄強韌陶瓷義齒微立體光固化增材制造技術與裝備”獲科技部批準立項,引發牙科行業的普遍關注。

摩方精密設備研發生產圖
據悉,摩方精密利用高精度增材制造技術,幫助研發團隊將氧化鋯牙齒貼面厚度,從全球400微米以上的機加工水平,降到最低可達40微米左右,且兼具強韌性。這種極薄牙齒貼面,可以讓患者不磨牙或盡量少磨牙,以極微創甚至可能無創的方式,實現牙齒表面美學重建和修復。這對牙科行業和患者來說都是一大利好。
已經問世40年的增材制造行業,在很長一段時間里都被認為只能作為企業研發新品打樣、為科研打印概念產品。但是現在,這一技術開始以創新性和顛覆力在工業量產領域顯威。從2023年3D打印鈦合金大規模切入消費電子領域,到摩方精密在牙科領域的突破,都是重要體現。

摩方精密設備生產車間
作為全球精密制造領軍企業,摩方精密已經在一些附加值高、低產量,以及一些定制市場領域,率先探路批量化產業應用,成為這一趨勢的先行者。例如在牙齒貼面、質譜儀霧化器等賽道,摩方精密與企業或研究機構建立合作,加速產品化及市場化進程。此外,摩方精密的技術在細胞培養及新藥開發、新型醫療器械及耗材、半導體測試與封裝、精密檢測儀器等領域的開創性應用,同樣頗受關注。
與傳統制造不同,作為一項顛覆性技術,增材制造不僅能幫助工業企業縮短精密器件的研發周期、提高生產效率,還可能通過顛覆和創新,助力各行各業突破制造的瓶頸。而隨著當下5G、AI、新能源等發展如火如荼,各行業制造產品的性能不斷提升,零件微型化、復雜化趨勢加速,傳統加工方式如注塑、機械加工、機械切割等,在跟進技術迭代和快速研發方面,限制大、成本高,瓶頸顯著,這讓精密增材制造技術迎來需求爆發。未來,有望見到摩方精密為更多行業的精密制造賦能。
亮點:以光刻機實力做全球領先3D打印產品
事實上,增材制造不僅自身從上游材料、中游設備到下游終端應用等差別巨大,實現3D打印的工藝路線、技術門類百花齊放,不同領域競爭格局和市場空間也是天差地別。每一次材料、精度乃至應用方向上的突破,都是由一個個原創技術驅動。而自主創新之路,難度大、風險高,對經營者要求也極高。40年來,增材制造技術從實驗室走向工業和大眾之路,是由無數個幕后開拓者鋪就。

摩方精密制造的生物芯片
摩方精密的聯合創始人、CTO夏春光畢業于中國科技大學,后赴美國深造,獲得伊利諾伊大學機械系碩士、博士學位,畢業后先后供職世界頂級的半導體設備公司Lam Research 和ASML,開發出世界最快的原子層沉積(PE-ALD)設備和用于保證下一代光刻機極度紫外線激光器清潔的關鍵射頻技術。
“相對于EUV光刻機,3D打印機簡單多了,系統小很多,不是一個數量級。”夏春光表示。
2018年初,夏春光在深圳研發出了獨有的基于“面投影微立體光刻” (PμSL:Projection Micro Stereolithography)的技術,攻克了2微米、10微米的高精度細節打印,并將公差尺寸分別控制在±10微米、±25微米范圍。據了解,一微米約等于人類頭發絲直徑的1/50。
公差是機械設計中的重要概念。它指的是加工尺寸的準確度,滿足工業生產公差要求是產品進入工業界的必要條件。摩方精密的高精度疊加高公差控制力,意味著它及時地填補和滿足了工業界在精密制造方面的需求,大大拔高了傳統精密制造工藝的上限,成為傳統精密制造的重要補強。
優勢:產品出海35國獲全球頂尖企業認可
很快,摩方精密設備的“魔力”吸引了工業界和科研界關注,獲得全球多家500強制造企業的訂單。來自海內外頂尖科研院校的訂單也不斷增加。學術網站上,包含“摩方精密”字樣的學術論文數量逐年上升。
出于對海外廣闊市場需求的判斷,2018年下半年開始,摩方精密啟動全球平臺的搭建,先后在美國、日本、德國、英國等設立分支機構,聘用當地員工,采用貼近本土的營銷策略,迅速打開海外市場。超前的布局令其海外業務在疫情期間也持續增長。
摩方精密不僅在深圳、重慶、珠海、北京、廈門、上海等國內城市布局,還與來自全球的近2000家工業企業和科研機構建立起了合作關系,其中不乏精密電子器件、醫療器械、通訊設備等不同行業的全球排名前10的企業,以及來自海內外的頂尖科研院所。截至目前,摩方精密海外銷售額占比達50%。海外客戶中,90%以上來自發達工業國家的領航企業和科研機構。

摩方精密可用于治療治療青光眼的研制的支架
日本廣瀨電機是一家知名的連接器制造商,產品被廣泛應用于智能手機、車載設備、工業設備等領域。當前,隨著5G通信、新能源車等的飛速發展,電子電路行業也需要跟隨行業發展需要,變得更快、更小和更精密,產品標準加速迭代導致開發周期也在縮短。廣瀨電機長期研究尖端制造技術,以縮短產品開發周期,應對行業變化。經過廣泛搜尋,摩方精密的設備進入了他們的視野。 “我們對于不需要精確建模的零件,可以用其他廠家的設備代替。但精密零件只能用摩方精密的3D打印機來實現。“廣瀨電機尖端制造研究部相關負責人在接受媒體采訪時表示。
美國工業領域一家知名企業的3D打印部門,對全市場上包括摩方精密在內的幾乎所有合適自身產品的3D打印機做了全面的考察,并運用了生產統計中的Cp, Cpk(注:工業制造領域體現過程能力的指標)等因素,進行專業精細的對比。他們將最后的對比數據分享給了摩方精密,從結果可以看出,摩方精密的機器以極大的優越性勝出。
隨著自有的原創技術在多個行業展現出應用潛能,以原創技術研發為核心競爭力的摩方精密,從做出全球無對標的精密增材制造設備之后,轉向技術賦能產業的平臺之路,未來的市場空間將更廣闊。
創業者說@夏春光
打造全球唯一一家成功提供精密3D打印解決方案的公司

夏春光
很多人對中國制造的熟悉印象是“拿來-低價-走量”,但我們不想走這樣的老路,我們想創新。創新就是做人類世界沒想到的、沒做到的事情。我有多年的半導體設備設計的經歷,各種部件在設計加工過程中都用到了圖紙,而每一張機械圖紙中的尺寸都是帶有公差要求的,加工尺寸不準,就影響器件的組裝,甚至嚴重影響使用壽命。特別是精密部件,尺寸公差要求都是小于±25微米。
而市場上幾乎所有3D打印機所能提供的公差,一般都大于±100微米。縱觀全球的精密3D打印技術,一些基于雙光子技術的機器可以打印百納米細節,但都價格昂貴,速度極慢,不適合工業加工的使用。我一直堅信,技術的生命力在于解決實際問題。基于此,我們就很明確地知道了市場的空白,并緊貼市場需求,通過專研精進和改良,成為全球唯一一家成功提供精密3D打印解決方案的公司。