21歲文浩奮戰半年 研發SLA光固化3D打印機取得成功

2018年6月6日凌晨零點,坡頭區燈塔路某小區,隨著文浩小心翼翼地將芯片焊好在主板上,他奮戰半年自主研發的SLA光固化3D打印機大功告成。這意味著,他成為了目前國內少數擁有SLA核心技術的人之一,掌握了市場話語權。

文浩,21歲。曾獲全國第31屆青少年科技創新大賽一等獎、茅以升科學技術獎、廣東省青少年科技創新大賽一等獎兩次、上海電視臺《少年愛迪生》節目第四季4強選手之一。一年前,受邀免費參展高交會的文浩,發現SLA光固化3D打印機處於相對市場真空,大有可為,這挑起了他的創造神經,決定苦心專研這項技術。

21岁文浩奋战半年 研发SLA光固化3D打印机取得成功

走進發明家的“工作室”

臥室內,一個約40公分高的灰色箱子,就是文浩的最新發明——SLA光固化3D打印機。打開機子的遮光罩,內裡結構非常簡單。振鏡、主板、405nm激光掃描器、一面45°的反光鏡、Z軸、打印平臺、樹脂槽,一目瞭然。但就是這個箱子,能製造出形狀複雜、特別精細的零件,其精度可以達到0.1mm,大概相當於一根頭髮絲的粗細。

SLA光固化的原理是,採用液態光敏樹脂為原料,通過激光掃描引發樹脂在一個層面高速聚合,固化成為零件的一個截面。然後打印平臺通過Z軸垂直移動到第二個層面,繼續將樹脂固化粘結在第一層上。就這樣一層層疊加,最終形成一個實體零件。

滿懷信心回家搞研發

文浩一直有研究SLS激光選擇性燒結3D打印機,該項目入選了第十九屆中國國際高新技術成果交易會免費展位。

去年11月16日,赴深圳參加高交會的文浩受到了一記打擊。他發現自己戰略有誤。SLS 3D打印機雖然市場廣闊、利潤超高,但市場都是美國的大公司在操控,他很難再分一杯羹。

然而,一扇門關了,另一扇窗卻開了。他發現,目前國內的桌面級SLA光固化3D打印機還處於相對真空狀態,只有少數幾個公司掌握核心的固件和主板,因此價格非常昂貴。比如美國的formlabs form2 3D打印機,售價約38000元人民幣。文浩說,通過拆機預估毛利可達800%以上。

“我認為、也相信自己有能力做出SLA 3D打印機的主板。”文浩在高交會期間就堅定了這一想法。

不厭其煩每天調試幾萬遍

回到湛江後,文浩直奔目標,開始研究SLA光固化3D打印機。

2018年春節前,一家泰國公司找文浩訂50臺SLA光固化3D打印機。當時他還沒有自己的主板,到處求購主板而不得。所有公司都只售整機不賣主板。“這就更堅定了我要做SLA固件和主板的信念。掌握核心技術才有話語權!”文浩說。

實際上,SLA的技術原理對文浩來說,是小菜一碟。高三的時候,文浩就“玩透了”打標機。技術不難,難度在於對精度的調試。剛開始由於精度不準,打印出來的模型會變形。要攻克這個難關,就要一遍一遍重複調試。

芯片放入ARM仿真器,燒寫入固件,取出芯片放入3D打印機,幾秒鐘後打印出一層模型,測量結果,取出芯片放入電腦,修改固件,再取出芯片放入打印機……文浩每天閉門在家,從早上8點忙到凌晨3、4點,就這樣無限循環。一天下來,可以打印幾萬層(一層0.025mm厚)。這樣的日子,他堅持了三個月,直到精度調整到最佳。400塊錢一斤的樹脂,都耗費了10幾斤。

瞄準市場 產品將出口歐洲

一個2公分高的迷你鳥籠,由18條細細的鳥籠支架組成,連鳥籠裡小鳥的眼睛都可以看得一清二楚。

市場主流的FDM 3D打印機,精度只有0.4mm,相當於40條頭髮那麼粗。SLA 3D打印機可以打印頭髮絲,而FDM 3D打印機最細只能打印出牙籤。同一種模型,FDM 3D打印機出品的手感明顯粗糙。

除了精度低、成品差,FDM 3D打印機還有壽命短的缺點。文浩指著家裡一臺FDM 3D打印機說,這個1900多塊入手,用4次就壞了,主板加熱部分的電路捱不過100個小時。

“FDM 3D打印機已經是日落西山了。”文浩分析道,3D打印技術更新換代快,FDM 即將被淘汰。如今它還佔據市場主流,主要是因為便宜。但是由於機子主板壽命短,實則性價比並不高。

科創少年的“發明史”

這位科創天才少年是怎麼迷上發明的?

據文浩回憶,他從小就特別喜歡動手。小學時,出於好玩,他用泡沫做出各種模型。後來漸漸迷上了計算機。有一次,家裡電腦程序出錯,文浩爸爸花了50塊錢請人修好,幾天後又壞了。於是文浩讓爸爸買了一本關於編程的書,自己學自己修。從此,他對電腦的痴迷一發不可收拾。

2012年,還在唸初一的文浩就發明了複合式電腦,把電腦精簡成鍵盤加屏幕。該項目獲得當年省青少年科技創新大賽三等獎。當時他覺得不服氣,暗下決心第二次要刷新成績。

2014年,他攜項目“基於Aricloud模式互雲網服務架框開發搭建”,摘獲省第29屆青少年科技創新大賽二等獎;2015年,他的“雙頻諧振耦合無線輸電裝置”獲得省賽一等獎;2016年,“磁懸浮數控激光切割機”不但獲得省賽一等獎,還殺進了國賽,一舉獲得全國青少年科技創新大賽一等獎和茅以升科學技術獎,是至今為止粵西選手參加青少年科技創新大賽的最好成績。

酷愛發明的文浩唯一的娛樂愛好,就是看日本特攝劇和動漫。“看這些可以激發我的靈感,因為‘腦洞’特別大。”他發明的“雙頻諧振耦合無線輸電裝置”,就是看《迪迦奧特曼》第15集《夢幻疾走》受到了啟發。那一集講到,人們在太空用衛星發電,通過電磁波傳回地球。

“中學的時候搞發明,是瞄準了能獲獎的。現在我的發明,是瞄準的能賺錢的。”文浩毫不諱言。他前一個商業化項目所得的盈利,已全部投入到現在的3D打印機研發當中。目前,他正在著手創辦自己的公司。大約5年後,他會從3D打印市場撤退,奔襲自己最喜歡的雲計算領域。對於未來,他還有更大膽的想法:用15年左右時間在紐交所上市,爭取上福布斯全球最具創新力企業百強。

“我相信自己,只有敢去嘗試,才有可能擁有!”這就是文浩的人生信條。


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