【中關(guān)村在線辦公打印頻道原創(chuàng)】從傳聞到現(xiàn)實，大約兩年時間里，惠普終于向3D打印行業(yè)投下了重磅炸彈——?；诨萜斩鄧姎馊刍?Multi-Jet Fusion)技術(shù)的3D打印機(型號3200和4200)。

此舉宣告了這個在平面世界的打印機大佬開始進軍三維世界。惠普3D打印機的問世，可能要改變整個行業(yè)對3D打印的認(rèn)識。

惠普3D打印機 不僅僅是震撼業(yè)界的厚禮

惠普3D打印機歷史淵源

時間倒退到2014年10月29日，這一天惠普第一次向世界展示了自己的3D打印機理念。當(dāng)時的執(zhí)行副總裁Dion Weisler（現(xiàn)任CEO）在活動會上中提到“混合實境”（Blended Reality）的概念，期待建立一個能夠激發(fā)人類創(chuàng)造力的生態(tài)系統(tǒng)，隨后拋出惠普希望開發(fā)3D打印機的愿景，并展示了如今已經(jīng)應(yīng)用到惠普3D打印機產(chǎn)品上的多射流熔融技術(shù)。

2014年10月29日，惠普負責(zé)人介紹MJF技術(shù)

雖說惠普是全球家用平面打印機的巨頭已是不爭的事實，而這一次，惠普一改往日風(fēng)格，沒有把眼光局限在家用產(chǎn)品上，此次推出的多射流熔融技術(shù)Multi jet Fusion（以下簡稱MJF）是一款工業(yè)級的產(chǎn)品。從目前公布的產(chǎn)品圖片來看，如此大的體積（機器尺寸為2178毫米x1238毫米x1448毫米，構(gòu)建體積為406毫米x304毫米x406毫米）除了工業(yè)用途之外，似乎猜不出有什么其他用途。

惠普3D打印機極其配套設(shè)施

所謂的多射流熔融技術(shù)（MJF），指的是依靠兩個不同的噴墨組件打造全彩的3D零部件，其中一個組件主要負責(zé)噴射打印材料從而形成對象實體，另一個噴墨組件負責(zé)噴涂、上色和融合，使部件獲得所需要的強度和紋理。

惠普多射流熔融技術(shù)（MJF）打印品（圖源：3ders.org）

惠普3D打印業(yè)務(wù)總裁Stephen Nigro稱，惠普多射流熔融3D打印技術(shù)解決了目前3D打印界至少3個難題：打印速度、打印質(zhì)量和打印成本。在打印速度方面，惠普3D打印機的打印速度比同行業(yè)其他3D打印技術(shù)快10倍以上，以批量生產(chǎn)1000個齒輪為例，使用高品質(zhì)的激光燒結(jié)設(shè)備，這些齒輪至少需要38小時才能制造出來。而使用他們的新多噴頭熔融技術(shù)，只需3個小時即可完成。

在價格方面，可將打印成本降低50%。在打印精度方面，該技術(shù)的工作方式很有趣：先鋪一層粉末，然后噴射熔劑，與此同時還會噴射一種精細劑（detailing agent），以保證打印對象邊緣的精細度，然后再在上面施加一次熱源。這一層就算完成了。以此類推，直到3D對象完成。

實際上，現(xiàn)在看到的惠普3D打印機，運用了2年前的技術(shù)理念，即便如此，相較于其他常見的工藝熔融沉積制造 (FDM)， 光固化成型（SLA），激光燒結(jié)（LS）等等，還是非?！皶r髦”的。那么，這臺技術(shù)“時髦”的產(chǎn)品究竟是怎樣工作的呢？

惠普3D打印機工作原理

從惠普發(fā)布的白皮書和最新的YouTube視頻可以初步了解到，這款多射流熔融3D打印技術(shù)的產(chǎn)品的核心位于工作臺上的2個模塊：Material Coater with Energy (下圖黃色區(qū)域)和HP Thermal Inkjet Arrays (下圖藍色區(qū)域)。這2個模塊我們可以叫他們?yōu)椋骸颁伔勰K”和“熱噴頭模塊”。

惠普Multi Jet Fusion工作臺 （圖源：HP Multi Jet Fusion Technology Technical White Paper）

“鋪粉模塊”是在工作臺上分配粉末材料用的。這個模塊分為三個部分，中間的是鋪粉末的噴頭，兩邊是能量源。“熱噴頭模塊”用來噴射化學(xué)試劑Fusing Agent和Detailing Agent，我們可以叫它“熔融試劑”和“細節(jié)處理試劑”，這個模塊有能量源?！盁釃婎^模塊”是這款打印機的亮點，以每秒每英寸3000萬滴的速度噴灑化學(xué)試劑。

惠普多射流熔融3D打印技術(shù)（MJF）工作過程

（圖源：惠普MJF技術(shù)白皮書）

該機的工作原理就是：通過“鋪粉模塊”自上而下滑動，在工作臺上鋪一層均勻的粉末。“熱噴頭模塊”從左到右噴灑化學(xué)試劑，并通過上面的加熱源融化指定區(qū)域的材料。緊接著，“鋪粉模塊”再次鋪粉，“熱噴頭模塊”接著再次噴灑試劑和加熱，循環(huán)往復(fù)直到成型?！叭廴谠噭眹姙⒃谛枰诨膮^(qū)域，提高材料融化的質(zhì)量和速度，而“細節(jié)處理試劑”在熔化區(qū)的邊緣，保證邊緣表面的光滑和成型的精準(zhǔn)。

惠普3D打印機溫控系統(tǒng)

至于這款機器的溫控系統(tǒng)，惠普采用閉合環(huán)路溫控系統(tǒng)，機器頂部有加熱器盒熱感攝像機，通過測量工作臺上的上百個探測點的溫度，來決定哪些區(qū)域需要吸收更多的熱量。

惠普3D打印機閉合環(huán)路溫控系統(tǒng)

工作臺上的“鋪粉模塊”和“熱噴頭模塊“都帶有能量源，分別起到不同作用?！颁伔勰K”的能量源可以起到預(yù)熱材料的作用，降低由于溫差較大而導(dǎo)致的變形?！盁釃婎^模塊”的能量源起到融化成型的作用。由此推測，這臺打印機的工作臺只有探測溫度的功能，而沒有加熱功能。

陳列在惠普實驗設(shè)中的3D打印機（圖源：Designboom）

惠普3D打印機的機器原理與激光燒結(jié)很像，都是通過加熱材料來形成，但是，激光燒結(jié)并沒有用到任何化學(xué)試劑，是一種物理反應(yīng)?；萜者@款打印機用了兩種不同試劑來增強材料的融化質(zhì)量以及成型，這些試劑的成分是什么，發(fā)生了怎樣的化學(xué)反應(yīng)，目前還沒有完全搞清楚。不過，總的來講還是以熔融反應(yīng)為核心，利用化學(xué)試劑來提高打印速度和產(chǎn)品質(zhì)量。

惠普MJF打印技術(shù)在打印速度方面有著非常巨大的優(yōu)勢

隨后，惠普發(fā)布的一個視頻，展示了3分鐘以內(nèi)不同原理制作齒輪的時間，惠普3D打印機與其他3D打印工藝（FDM、激光燒結(jié)、MJF）相比，相同時間內(nèi)生產(chǎn)的齒輪個數(shù)分別為：FDM（30個）、激光燒結(jié)（70個）、MJF（1000個）。顯而易見，惠普MJF打印技術(shù)在打印速度方面有著非常巨大的優(yōu)勢。

惠普彩色3D打印樣品（圖源：惠普MJF技術(shù)白皮書）

惠普彩色3D打印樣品（圖源：3ders.org）

惠普彩色3D打印樣品（圖源：3ders.org）

惠普這款機器能夠?qū)崿F(xiàn)彩色3D打印，關(guān)于彩色打印這一塊，惠普提供HP CMYK（cyan, magenta, yellow or black的縮寫，分別是青色、洋紅、紅色和黑色）彩色墨盒，但是，惠普并沒有介紹這些彩色染料，而是著重介紹了另一種試劑：Transforming Agent。這種試劑可在以體素（Voxel）為單位改變產(chǎn)品的性能，比如和CMYK彩色墨盒一起使用，可以有選擇性的給不同的產(chǎn)品區(qū)域上色。

栽下梧桐樹 引得鳳凰來

目前公布的兩款產(chǎn)品 HP Jet Fusion 3D 3200和HP Jet Fusion 3D 4200，以打印速度超出同行業(yè)產(chǎn)品10倍以上、高達1200dpi的分辨率、節(jié)省成本50%的碾壓性的優(yōu)勢，成為吸引業(yè)界眼球的重磅炸彈。

俗話說“栽下梧桐樹，引得鳳凰來?！被萜?D打印機一出激起千層浪，西門子、寶馬、強生等國際巨頭紛紛慕名而來，尋求與惠普的合作。

首先遞來橄欖枝的是體育巨頭耐克。耐克使用3D打印機制鞋的消息早已有之，過去幾年中，耐克一直將該技術(shù)用于其鞋類產(chǎn)品的開發(fā)。甚至在2015年的時候該公司還為自己的3D打印鞋子技術(shù)申請了專利。兩個月前，他們還為即將參加里約奧運會的美國女飛人Allyson Felix用3D打印技術(shù)開發(fā)了定制的跑鞋。而本次耐克選擇惠普3D打印機，源于惠普產(chǎn)品獨特的優(yōu)勢：HP Jet Fusion 3D打印機3200和4200有著驚人的打印尺寸（406×305×406毫米）和分辨率水平（1200dpi），惠普的這款產(chǎn)品是專門為制造高質(zhì)量的終端零部件而設(shè)計的，該產(chǎn)品對打印過程的控制可以達到體素（voxel ）水平?；萜?D打印機每秒可處理3.4億個體素，可為原型和制造伙伴提供前所未有的生產(chǎn)速度、突破性功能部件以及巨大的經(jīng)濟效益，在這個效率決定生死的商業(yè)時代，耐克選擇與惠普合作無疑是非常明智的。

繼耐克之后，又有另外幾家世界級的大企業(yè)也宣布將與惠普合作，它們分別是：全球電子電器的領(lǐng)先企業(yè)西門子，著名汽車品牌寶馬，比利時知名3D打印公司Materialise，3D打印平臺Shapeways，以及世界最大之一的醫(yī)療衛(wèi)生保健品及消費者護理產(chǎn)品公司強生。

西門子將會為惠普提供先進的3D打印管理軟件，目的是提高惠普新機器的使用體驗，讓其更好地融入到現(xiàn)有的制造流程中，從而推動3D打印產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。西門子的3D打印軟件可在惠普新的Multi Jet Fusion系統(tǒng)和Jet Fusion 3D打印機上實現(xiàn)多材料和多顏色的3D打印上。其軟件可以增加打印控制，并將對于打印對象顏色和材料的控制延伸到體素水平。

寶馬公司并未透露要用惠普3D打印機制造什么，不過，有分析認(rèn)為，很有可能會用在汽車零部件的制造方面。目前雖然3D打印還無法取代傳統(tǒng)制造工藝，但在小批量定制化制造方面卻能節(jié)省時間和成本。而惠普打印機在打印速度和精度方面比傳統(tǒng)打印機有了很大提高，成本也降低了50%。

Materialise是比利時一家知名3D打印公司，惠普已經(jīng)選擇該公司的3D打印軟件作為其惠普開放軟件平臺上的認(rèn)證解決方案，為惠普3D打印系統(tǒng)提供支持。HP Jet Fusion 3200和4200是惠普最新推出的兩款產(chǎn)品，據(jù)Materialise稱，這兩款3D打印機都能夠與他們的Magics3D打印套件兼容，并可無縫集成進Magics套件現(xiàn)有的工作流程當(dāng)中。

Shapeways可能是第一個宣布將購買惠普最新3D打印機的服務(wù)平臺，Shapeways宣布會將其部署到位于荷蘭埃因霍溫的工廠以增強打印服務(wù)能力。Shapeways與惠普的關(guān)系實際上相當(dāng)好。自從2014年成立以來，這家目前全球數(shù)一數(shù)二的3D打印平臺就開始了與惠普的來往，而當(dāng)獲悉惠普確定會開發(fā)3D打印機后，他們就開始利用自身的資源優(yōu)勢提供反饋信息以幫助惠普完善技術(shù)?，F(xiàn)在，作為親密合作伙伴，他們能盡情享用付出收獲的回報了。

強生作為全球醫(yī)療設(shè)備巨頭，與惠普聯(lián)手開發(fā)根據(jù)不同客戶需求定制的健康類產(chǎn)品和醫(yī)療設(shè)備，得到的好處同樣包括速度更快、成本更低。強生表示，他們會將惠普的新機器與自己成熟的醫(yī)療與材料等科技相結(jié)合來實現(xiàn)當(dāng)前的目標(biāo)。

距離惠普公開出售（兩款產(chǎn)品的起步價分別為13萬美元和20萬美元）3D打印機只有一周多的時間，與惠普合作的第一波浪潮就已經(jīng)襲來，其中不乏世界知名企業(yè)。未來可能還會有更多的企業(yè)購買惠普的3D打印機，緣于惠普獨特的打印技術(shù)，不僅能實現(xiàn)全彩打印，而且在速度和成本上也有著無可比擬的優(yōu)勢。這位打印巨頭在傳統(tǒng)打印方面本身就底蘊雄厚，技術(shù)過硬，當(dāng)然名聲在外，再加上目前3D打印行業(yè)的火熱程度，那些慕名而來的制造企業(yè)選擇跟惠普牽手也就不足為奇了，我們堅信，隨著惠普3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新，未來將會有更多的企業(yè)紛至沓來。

惠普3D打印機相比其他3D打印機有很多噴嘴，因此在打印速度上要比目前市面上的其他任何設(shè)備都要快10倍，這將帶來打印效率的革命性提升，改變?nèi)藗儗?D打印固有的觀念，于是很多人預(yù)言：惠普發(fā)布3D打印機可能使競爭對手“破產(chǎn)”！未來究竟會發(fā)生怎樣的變化，似乎一切都在猜測當(dāng)中，不過可以肯定的是，惠普3D打印機的問世，必將是寫進歷史的一頁。