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高速烧结发明人Neil Hopkinson获AMUG创新者奖,HSS技术从拉夫堡走向2500台设备

增材制造用户组(AMUG)把新一届创新者奖,颁给了尼尔·霍普金森(Neil Hopkinson)教授。

他的另一个身份是3D打印公司Stratasys Ltd.的SAF技术副总裁。

他得奖的原因,说起来有点反直觉,三十年前他决定把激光器从聚合物粉末床熔融里拿掉。


激光在粉末床熔融里一直是主角,一束光扫过去,把粉末一层层熔化、凝固,精度高,但一次只能顾着一个零件。


霍普金森想的是另一条路,用打印头把吸收红外线的流体沉积到聚合物粉末上,再用红外能量一照,该熔的地方熔,不该熔的地方还是粉。


这样就不需要激光逐一去熔化每个零件。


他构思的这个工艺叫高速烧结,英文全称High Speed Sintering,缩写HSS。

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HSS的发明地是拉夫堡大学。


这所学校后来报告了一组数字,HSS已经授权给多家公司,为被许可方和供应链合作伙伴创造了超过10亿英镑的收入,折合大约13.4亿美元,装到产线上的设备超过2500台。


2500台设备,10亿英镑,放在一项工艺技术身上,不算小数目。


说实话,我们对10亿英镑没什么概念,但2500台设备摆在那里,至少说明这项技术不是实验室里的摆设。


霍普金森自己是怎么看这三十年的?


他说,三十年前他踏上了一条把3D打印从原型制造推向生产制造的旅程,愿景很明确,就是从PPBF里把激光器去掉,让制造可以规模化。


三十年里,PPBF从一项让人兴奋的原型技术,变成了真正的制造工艺,基本就像他当年设想的那样。


PPBF就是聚合物粉末床熔融,HSS想改造的正是这个领域。


拉夫堡大学在2003年提交了HSS的专利申请。


之后霍普金森加入了打印头厂商Xaar plc,担任3D打印总监。


Xaar的打印头在HSS里扮演了关键角色,没有能精确喷出流体的打印头,这个工艺就落不了地。


这段合作后来长出了两个结果,一台基于HSS的打印机,以及Xaar 3D Ltd.的成立。


Xaar 3D是Xaar跟Stratasys的合资企业,2021年推出了搭载SAF技术的H350。


SAF是Stratasys对这条技术路线的叫法,骨子里还是HSS那套思路。


H350推出六个月后,Stratasys收购了Xaar 3D,把霍普金森也招了进去,担任技术副总裁。


从大学实验室里的一个想法,到一家打印头公司的技术总监,再到3D打印巨头的技术副总裁,这条路走了三十年。


AMUG总裁达拉斯·马丁(Dallas Martin)对霍普金森的评价是,他是增材制造领域一位谦逊、平易近人的创新者,产生了巨大影响。


凭借HSS技术,他让增材技术实现制造成为可能,这项技术提供了汽车、医疗器械和航空航天等多元化行业所要求的效率、成本和质量。


达拉斯·马丁还提到,创新者奖的名单表彰了行业先驱,包括查克·赫尔(Chuck Hull)、汉斯·兰格(Hans Langer)和卡尔·德卡德(Carl Deckard)。


这份名单上还有熔融沉积成型(FDM)的发明者、Stratasys联合创始人斯科特·克伦普(Scott Crump)。


尼尔·霍普金森现在跟斯科特·克伦普一起,跻身这份名单。


马丁还补了一句,他说自己亲身经历了HSS的影响,也亲自认识尼尔,认为没有人比尼尔·霍普金森更配得上创新者奖。


这句话从一个奖项评委嘴里说出来,分量不太一样。


说到这儿,可能有人会问,一项不用激光的工艺,凭什么值得这么高的评价?


答案可能藏在「规模化」这三个字里。


激光熔融适合做原型、做小批量、做形状复杂的零件,但制造业要的不只是能做出来,还要做得快、做得便宜、做得稳定。


HSS把打印头引进来,相当于把单件作业变成了批量作业,这是它被汽车、医疗器械和航空航天看上的原因。


印刷术刚出现的时候,大家讨论的是它能不能印得跟手抄本一样漂亮,后来发现它真正改变的是书的价格和数量。


HSS走的也是这条路,它不跟激光比谁更精密,它比的是谁能把粉末床熔融变成一件可以按批量算成本的事。


当然,激光路线也没有停下,两种工艺各有各的战场。


霍普金森的贡献不是否定了激光,而是给粉末床熔融多开了一扇门。


2027年3月17日,在新泽西州大西洋城举行的AMUG会议上,霍普金森会接受一场台上采访。


三十年前那个把激光器拿掉的念头,到时候会被重新讲一遍。


一项技术从想法走到产线,往往需要一个人先站出来说,这条路能走。


霍普金森就是那个站出来的人。


07:53
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