本文由 Medium 和 Angus Hervey 授权《好奇□心日报》发布。Angus Hervey 是 future crunch 的□联合创始人。
迈克尔·富勒(Michael Fuller)在最高级别的赛车比∮赛做了♀ 10 多年的工程师。在 F1 的工作经验让他想到了一个潜在的赚钱点子:用 3D 打印做一个热交换器◣,其重量将◣是现有的一半。热交换器——一种要么使热量进入设备的某部,要么使热量散发出来〓的仪器,不仅对于汽车业来◥说很重要,对于航ㄨ空业、化学制造业和制冷业等▂无数其他行♀业来说№也很有意义。当你想要达到某一速度或把一些东西运上太空,关键部件的重量减半可是※件大事儿,可见富勒的设■计可谓是变革性的。这一发明的市场容量也许会令你大吃一惊:到 2020 年,热交换器产业预计能有◥ 200 亿◤美元左右的价值。
对于富勒来说,热交换器只是个开始。他把自■己的公司∴ Conflux Technology 视为我们造东≡西的道路上一个更大的革新的一▅部分。他的公司为开拓者们提供围绕 3D 打印新技术方面的帮助,这能使大型工程项目中重要部件的组装不再需要外包给第≡三世界国家去完成。这样一来,关键部件和技术标准都↘可以就近送达。他预见说,制造业的基础将▆会更小、更快、更具活性,性能上是我们现如今的上百倍。
当然啦,人们谈论 3D 打印的潜能已经谈了一▲段时间了。前些日子富勒也曾说,F1 用 3D 打印这一技术来做★样机研究,后①来用来生产一些小部件。更进一步的ぷ制造目前还不太可能,毕竟现在的科技水平还不能够满足表面公差和抗张强度的需求。但在过去的 1 年里,他强调,3D 打印已经发展得足够成熟了。相关的←企业要当心了。
近期我与他的对话,就是围绕着他对于制造业未来的设想是如何产生来展开的。
你小时候知道自己长大了想做什么▆吗?
我小时候,父亲总带我和弟弟去卡※丁车跑道。没多久我就意※识到,我不会成为下一个埃尔顿█·塞纳(Ayrton Senna,译者注:传奇赛车手【,曾经于 1988 年、1990 年、1991 年三度夺☉取 F1 世界冠军),但我仍很爱赛车,所以就总跟大家说我要╲做一个造赛车的。这样过了差不→多两年,我父亲让我坐下来①并告诉我说,要么行动,要么闭嘴。他帮我打了草稿,并帮我把信寄给了每一位◇ F1 的老板,信上写道:“嗨,我叫迈克尔←·富勒,现居澳大利亚,今年 12 岁了。如果我◥想要在 F1 工作,我该做些什么准备呢?”令我震惊的是,我竟收到了一些回复ㄨ。
迈克尔·富勒,Conflux Technology 创始人
13 岁开始,我在当地的↑一家赛车队做志愿者。我做些◇清扫、照看轮胎◇的工作,并很快决定我不要做技工。这使我〒决心要成为 F1 高级工程师,也让我明确了我需要在大学学什ㄨ么专业——当然,也让我在中学时要做的选择简单∑了起来。现在看来,那真★是完美,因为在大家都在摇摆不定的时候,我知道№自己在做什么,并且知道是为什么◣。这种清晰度带给我一种难以置信的目的性。这让我能够忍受学习微分学的痛⌒苦。想法或许有↓些模糊……但是目标▅一直都是做赛车。
F1 SA07,超级亚★久里 F1 车队在 2007 年 F1 赛季的赛车】(Flickr/nhayashida)
F1 这个行业是怎样的呢?
当然,3D 打印机改变了一↓切。因为现在你可以直接用电脑做↓原型设计的部分,并且时不时地做些〇改进和调整。用我们刚才说的例子来打比ξ 方,这就意味着由于制造业的生产周期大幅缩短,我们能够将研发阶段延续得更长。我们不再需要在比赛开ζ始 4 周前就停工了,因为现在把它打√印出来只要 48 个小时。尽管优势对我们来说■是显而易见的,对更年轻◎一代的工程师而言尤其如此,但它还需要一段时间做一些改变。让每个人都加入进来大概需要 4-5 个月〖的时间。这对其他的工程学科来说已经快得不可思议了,但对 F1 来说简直有冰河世▽纪那么长。
你什么●时候想到要做 Conflux Technology 这样一家公司的〗?
在我ω的职业生涯中,做过相当多的发动机安装,负责把所◣有的系统连接起来。从科技⊙角度来讲,我想这算是物理层面的系统集成。我感到不足的地方在于热交换器的性能。因为有︻无数种方法能让它失效——它们的尺寸、重量、热效率,以及流量限制造成的功率损耗︾等等。我一直对发掘金属●加层制造业,也就是 3D 打印技术的潜能很感兴※趣,你可以♀把金属粉末铺开,然后一层层地熔∞合。这都是多年前我在 F1 时尝⌒ 试过的,但那时能够达到的〓尺寸和密度都还没达标,这个技术当时还⊙不够成熟。
大约『一年前,我觉得差不多时机成□ 熟了。那时我冒出了◆一个想法,那是一款利用几何︼自由度设计的热交换器,只能通过加层制造来实ω 现。一天早上我在冲澡的时候(也正是我的好点子诞生的时★候),一个概念突然从我脑↓海里冒了出来,我意识到我可以把它做出来了。于是我在 CAD 里把几个形状拼在了一起。当时我还咨询了墨尔本高校里和高级制╳造有关的学院,听说莫纳什大学孵化的科技公司 Amaero 可以提供商业原型设计服务。所以过去的@半年里,在维多利亚州政府补』助和我自有资金的扶持下,我们完成了无数次迭代打印,终于完成了实用的测试样∮机。
你的Ψ 设计特别在哪里?
热转换器的意义远比表面看起来¤要深远,它们是热力学第一定律在实ぷ际中的应用。有时候你需要给系统加热,有的时候你需要散热。那该怎么处理热量的问题呢?这可能是一个封闭的循@ 环,液体将正在运作中的机器的热量带走,转化为①气体。举例来说,汽车散热◤器就是一个典型的水 - 汽热转换器。水被泵』压到发动机周围,带走了一部分热量,最终蒸发到大气里。我们的皮肤其实也是一↑样,我们吃◥进食物,把食物的化学势能转化为动◎能,为我们的行为(比如呼吸、动作等)提供能量,同时也有一部分热量也通过皮肤散发到大气里。无论何时,只要做好身体能量管理,提升效率,就能让你的行为持续得更久,力量更大。
不过在过去◣的 20 年里,工业的这个领域里几乎没有任何革新。历史性■技术已经发展到了巅峰水平,损耗性制造技◥术,比如蚀刻、弯曲挤压板、钎焊、熔焊技↓术等等已经登峰造极,是时候搞下一代热交换设◥备了。我从历史ω上的设计中吸取了一些元素,并以全◣新的几何构型来组合它们。这就造就了一款紧凑型热∏换器,高密度、低压降,同时热力转换性能很高。我们刚完成的概念测试表明,我们的热交换器表现已超越目前世界最佳ㄨ水平,并且重量减少了 50%,这是『相当惊人的。
测试阶段的热转♂换器在工作中
这项技∏术可以应用在哪些方面?
我们当前正处于加层制造业技术发展的黄金时代。就像我们所说々的,3D 印刷Ψ设备变得更快、更大,应用更广。创造一个产品来颠覆热交换器∞行业并不是我们的主要目的。相反,这是我※用来测试去中心化制造假设的第一步,现在也才到达能用它来制造零部件的地步而已。人们∞已经讨论这项技术多年,然而我们现在才来到技术发展曲线上一㊣ 个较低的点:它是可能实现的。现在的问▓题是,3D 打印能不能被用▲来制造零部件,如果可以的话,商业上■的可行成本和交货进度会大幅变动,从而真正颠覆◥现代工业。
一旦这个模式被应用到其他制造行业,这将会是革▆命性的变化。让我举几个例子来说明一下。想象一下,一家工程公司要给╱一座山开条隧道,在这个■过程中他们要消耗一定数量的组件。这就意■味着这些组件需要在他们预计用※完的几个月前就要下订单订购,由此也创造了复㊣杂到令人难以置信的全█球供应链。有了这╲项技术,就不需要再去地球的另一边采购专家制造◣的零部件再进行装配了,只要有关键零部卐件和专业知识,你就可以在现场或者在附近制造出设备来。我们将▓推进 3D 打印金∩属加层机器应用到这个阶段;与工程公司一同开发这项工程设计,在现场打印就能付诸现实。这意味着更高的生ㄨ产率、更№快的交货时间、更少的供应链风险,以及】更低的环境及财务成本。
这个过程中遇到过什么ㄨ困难?
工业业内人士还没准备好做№我现在想做的事,就是 3D 打印金属部件的连续︻生产。曾经为我制作出我的原型◇机的公司 Amaero 在制造阶段◥做得很好,但他们也不打算创建一个连续生产的设备。就跟在 F1 的时候一」样,在没有资源的时候,时间总是很难熬,令人沮丧。我是一个不习惯〒长时间等待的人。不过我还是○想说,澳大利亚的创新№生态系统还是很赞的。
接下来会变得有趣的一步是试点生产厂的融▓资。我们将为此投资 1100 万美金。筹到这个数字并不难(我很擅长做这方面的预算),在澳大利亚的前景提升才是更重要的。我想要在澳大利亚完成这件事,是因∏为这儿非常完美。我们⌒有着非常优秀的工程师和丰富的人才储备,参与全球︽竞争毫无压力。试想一下,从名义上来↓说,3D 打印机在中国的售价和这里一样,一旦⊙把劳动力这个因素从成本里扣除,那障碍就只剩下政府监管▆框架和原材料供给了。这就ζ意味着我们可以与中国及其他国家在一个环境下竞争。
制造业的〓未来何去何从?
我觉得 10 年内,更大的去中心化※制造业图景会初步得到证明,也就是到了应用这㊣一步。这将创建一个完全不同类■型的企业。它意味着供应商不再仅通过仓储提供硬件,他们还会在有执照的前提下,通过〖当地设备制造并提供设计和 IP。10 年内我们就◎能看到如此规模。而可扩展性是最重要的,它意味着更【高的生产率——我指的是,相对于传统制造〗技术,生产率会有成百倍的提升。既然我们见证了它开始生根,我们就能看到这些机器通过』生态系统服◆务应用公司在全球范围扩散。一个新的、协同合作的高性能集聚型家庭手工业,将会具有更快的制造反应能力,带来更高的价值增∞值能力。全球产业链将会实现去中心化、大众化。
从♂根本上讲,科技代表着我们能用更少的〒东西创造◇更大的价值。而这对地球上的每个人而●言都很有意义。
翻译 is译社 塔米日
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