几乎全3D打印的桌面金属LPBF机Scrap 1问世，价格再降一个数量级

采用激光粉末床熔融（LPBF）技术的金属3D打印机，通常售价高达六位数，并且需要占据整整一间房间。

密封的成型腔室、精密光学系统和功率强大的激光器，都增加了体积和成本。

美国初创公司Scrap Labs希望通过Scrap 1改变这一现状，这是一款几乎完全由FDM打印部件构建的桌面级LPBF打印机。

该公司由曾在SpaceX和Xact Metal任职的马特·伍兹（Matt Woods）创立，总部位于科罗拉多州博尔德市。

目标配置为200W激光器、100mm成型幅面，支持316L不锈钢零件打印，计划于2027年6月投产，初期面向美国市场。

我们与创始人聊了聊如何用聚合物制造金属打印机，聊了他计划如何将价格再降低一个数量级，也聊了他预期谁会使用这款设备。不容错过！

我是马特·伍兹。

我第一次接触增材制造是在高中时期，大约2008年，当时一门技术教育课让我们亲手操作了Stratasys公司的Dimension打印机。

直到大学第一年，我才真正深入其中。在宾夕法尼亚州立大学伯克斯分校的一个创新中心，我遇到了一个正在组装RepRap Prusa Mendel的人，当时我被深深震撼了，你竟然可以自己造一台3D打印机。

那年夏天，我买了一套Prusa Mendel V2套件，花了整个假期组装并研究它的工作原理，从此深度投入了开源3D打印的世界。

我用它制作定制无人机和各种原型。最让我着迷的是，脑海中有一个想法，几个小时后就能捧在手里。

小时候我曾梦想拥有这样的技术，但通常只能靠胶带和热熔胶凑合。

很快我就成了众所周知的「3D打印达人」。

在宾州州立大学加入的社团中，包括参加Google Lunar XPRIZE（谷歌月球X大奖赛）的Lunar Lion团队，我被委以重任，负责3D打印我们的反作用控制系统（RCS）推进器。

这让我在宾州州立大学的金属3D打印实验室CIMP-3D中获得了操作EOS M 280（德国EOS公司的金属3D打印机）的直接经验。

这也帮助我获得了SpaceX增材制造团队的实习机会，参与了SuperDraco和Raptor等火箭发动机的金属3D打印工作。

这段经历给了我洞察力和信心，让我在宾州州立大学大四时开始制造自己的金属3D打印机。此后，我创立了三家公司，全部专注于突破金属增材制造的极限。

Scrap Labs承载了我十多年来的愿景，那就是人人都负担得起的桌面级金属3D打印。

我第一次追求这个愿景是在我的第一家公司X Material Processing，后来它更名为Xact Metal。

Xact Metal朝着这个愿景迈出了一大步。当时我们能做到的最好水平，是一台约10万美元的金属3D打印机。

这还远谈不上人人买得起，但相比EOS或同类系统，价格已经降低了一个数量级。

我最终离开了Xact Metal，因为我想继续创新和突破极限，而在一个成熟、拥有众多利益相关者的公司里，这变得越来越难。

Scrap 1是一种新型激光粉末床熔融（LPBF）系统。据我们所知，我们是第一个将LPBF系统简化到可以完全放置在桌面上的团队。

我们重新审视了关于金属3D打印设备设计和制造的每一个假设，不留任何死角。

一旦剥离这些假设并从第一性原理重新构建，你就会得到一件前所未有的东西。

一个显著的成果是，我们使用增材制造来制造Scrap 1本身。熔融沉积成型（FDM）近年来取得了巨大的进步，如今它已成为这台机器几乎所有机械部件的核心生产方式。

这给了我们巨大的设计自由度，包括内部流道、整合式组件和复杂的冷却设计。它还带来了用钣金外壳、注塑成型、铸造或CNC加工很难实现的效率和空间利用率。

除此之外，它还赋予了我们速度、敏捷性和高度的垂直整合能力。

Scrap 1的核心是一台光纤耦合的固态激光器，由高速精密龙门系统驱动。

我们还利用了Klipper等开源固件带来的运动控制进步。所有这些结合在一起，构成了一个高效、高性能的金属3D打印平台，可以放在书桌或工作台上。

这实际上是我们第二次做到这一点。2017年，我和团队以约10万美元的价格推出了XM200 LPBF系统，而当时大多数金属3D打印机的价格接近100万美元。

我们通过严格审视一台工业金属3D打印机真正需要多少工程冗余，并消除那些推高成本的过度设计，从而实现了这一目标。

我们找到了几个可以大幅削减成本的关键领域，使价格下降了大约一个数量级。Scrap Labs正在应用同样的工程严谨性，将价格再降低一个数量级。

我们选择这个公司名字并非随意为之，我们非常拼（scrappy），而且我们用不同的方式做事。

答案的一个重要部分就是使用增材制造来构建机器本身，这极大地简化了组装过程。

即使是像XM200这样紧凑高效的机器，也有数千个零件，包括紧固件、密封件、垫圈、卡箍和夹具，再加上组装所有这些部件的人工。

我们的许多设计选择都是有意为之，以从增材制造工艺中提取价值。

以内部流道为例，我们的通风系统泄漏率是我在金属3D打印机中见过的同类产品中最低的，因为泄漏点极少，而且在最敏感的区域没有任何依赖人工组装的部分。

此外，由于我们的FDM机器每次运行相同的程序，它们会一次又一次地生产出相同的零件，其一致性是人工无法比拟的。

另一个重要因素是激光器的演进。2015年我开始制造金属3D打印机时，二极管激光器的光束质量还达不到我们的要求，所以在Xact Metal我们使用的是光纤激光器，效果不错但价格昂贵。

不过我一直密切关注二极管激光器，它们已经取得了巨大的进步。

最后，我们拥有一支非常精干的团队。我们完全依靠自筹资金和众筹资金运营，所以每一分钱都花得精打细算。

最重要的是，我们削减一切冗余。我们问自己，什么是必要的、什么是安全关键的、什么是性能关键的，在这些方面我们不惜代价。在其他所有地方，我们不遗余力地降低成本。

早期阶段，挑战仅仅是证明如此雄心勃勃的东西能够存在，并将物料清单控制在让个人用户也能接受的范围内。

接下来是技术挑战。最大的挑战之一是倒置的材料堆叠。制造聚合物零件的机器通常由金属制成；而我们正在用聚合物制造一台用于熔化金属的机器。

让零件打印成功、实现密封、搞定热设计，这些都需要付出巨大的努力。

最后一大块是光学系统，找到一种激光源，产生的光斑足够小，能够高精度熔化金属，并且能在如此严苛的应用中幸存下来而不会烧毁。幸运的是，我们有一批优秀的专家帮助解决了这些问题。

在精打细算的预算下完成这一切本身就是一项挑战。我们见过太多公司筹集巨额资金、达到独角兽地位，然后销声匿迹。

我们希望能长久发展，打造能创造持久价值的技术，而不是靠炒作包装的融资路演PPT。

唯一比预期顺利的领域是市场营销。人们一直在等待这款产品的出现，所以我们的重心完全在执行上。

我们为工程师、创客、设计师以及任何想在几乎任何空间里用工程级材料制造复杂金属零件的人而打造这款设备。

想象一位对业余火箭充满热情的人，他想在车库里制造、测试和迭代，而不必把自己最珍视的设计送到外部工厂，苦等数周才能拿到零件。

隐私对我来说非常重要。在内部打印意味着你的设计永远不会离开你的双手。

我们还看到工装模具制造领域的巨大潜力，那些制造「制造工具的工具」的人，比如夹具、机器人末端执行器，甚至其他3D打印机。

它也连接着教育和研究领域。不是每个创客空间或学校都能买得起六位数的金属3D打印机，而大学和研究实验室可以用它来推进材料和制造工艺的前沿。

但最重要的是，Scrap 1是为那些希望看到自己的想法以全致密金属形式快速变为现实的个人创新者而设计的。几小时而不是几天或几周就能拿到零件，这是极其强大的能力。

至于应用领域，汽车、机器人、无人机和遥控模型、珠宝、原型制作、工装模具等等。

我认为国防机构也会对不需要整个集装箱来装一台打印机的设备感兴趣。想象一下一个集装箱里装20到30台机器，这对可部署制造来说将是非常强大的能力。

不要犹豫，大胆去做，保持拼的精神。你完全可以去制造东西。拥有能做到这一点的大脑和双手是一份不可思议的天赋，不要浪费它。

要了解更多关于Scrap Labs的信息，请访问他们的网站。

你会把一台桌面级金属3D打印机放在你的工作台上吗？