专家访谈：与 Avi Reichental 的对话，Xponentialworks 创始人兼前 3D Systems 首席执行官

Avi Reichental 的履历令人印象深刻，他曾担任 3D Systems 的前总裁兼首席执行官十多年。 2015 年，Reichental 成立了风险投资和咨询公司 XponentialWorks。

XponentialWorks 与工业 4.0 范围内的公司合作，专注于 3D 打印、机器人、人工智能和深度学习。与此同时，Reichental 还担任了多家公司的联合创始人和董事长，包括 Nano Dimension、Nexa3D 和 Techniplas。

本周，我们很高兴能与 Avi Reichental 进行对话，讨论他如何看待增材制造领域在他的职业生涯中发生的变化、行业内的新兴趋势以及对公司的建议希望拥抱数字技术。

您能否介绍一下您的背景以及您是如何涉足增材制造的？

从 2003 年到 2015 年，我是 3D Systems 的总裁兼首席执行官，这家公司真正推出了 3D 打印。我爱上了这个行业、它的愿景和潜力——以至于在离开 3D Systems 后，我决定现在是围绕增材制造的未来成立一家公司的好时机。

所以我创立了 XponentialWorks，一家主要专注于增材制造和衍生式设计进步的公司。该公司致力于打破行业壁垒，并应用传感器、人工智能、深度学习和机器人等其他指数技术，使增材制造在生产应用中的使用真正成为主流。

在过去三年半的时间里，我一直专注于与合适的早期和成熟公司合作，为他们提供对主流增材制造充满热情的人的知识和经验.

对我们来说，问题是我们如何将衍生式设计和增材制造的力量结合起来以实现 3D 打印的承诺？

这也是关于释放 3D 打印的潜力免费的设计复杂性和优化，以及使用正确的设计技术来释放轻量化和拓扑优化等优点，而没有通常会阻碍的传统约束。

在增材制造领域工作了这么长时间，您对这些年来该行业的发展有何看法？

毫无疑问，我们生活在指数时代。这意味着技术发展和破坏的速度和速度也是指数级的。

我们生活在可能是人类历史上最有趣的时期，因为我们还受益于其他重要技术的融合，这些技术正在加速目前的可能性。

为了说明我的观点：当我在 2003 年开始 3D 打印时，我们没有无限的云计算能力、无处不在的连接或廉价传感器。

3D打印本来是去麻省理工这样的大学学习的学科，但没有实际应用。甚至机器人技术在成本和性能方面也基本上遥不可及。

衍生式设计的想法甚至还没有出现在绘图板上。更不用说使用增材制造，创建我们现在称为数字线程所需的工作流程是断开的。用于切片、准备和定向文件的软件并不先进。

如果您快进 15 年，所有这些都已基本解决。工作流程更顺畅，机器速度更快，材料表现出更好的机械性能和性能。

用例和应用确实使增材制造和衍生式设计成为技术融合和交叉以定义未来工厂的地方。

除此之外，不仅可以使用衍生式设计优化零件和轻量化，还可以组合零件。

这意味着减少子组件的数量，消除所有这些子组件在夹具和固定装置中的潜在劳动力，简化组件中的元素数量，从而简化供应链、采购和库存.

现在，我们对灵活、免工具、数字化制造有了新的愿景，这有利于企业，也有利于环境和可持续发展。

这个愿景将使大大小小的公司能够在更具竞争力的全球商业环境中竞争、缩短周期时间、更快地生产更好的产品并支持这个令人难以置信的制造时期。

在增材制造方面，您认为哪些特定行业具有最大的增长机会？

是的。例如，我们看到 3D 打印正在成为牙科护理和牙齿修复等领域的关键工具之一。从口腔内扫描到工作流程和计划，那里的数字线程一直在很大程度上发展 - 不仅在实验室，而且在牙科诊所。因此，您可以看到一个已准备好大规模采用的市场。

如果你看看汽车，就会发现越来越多的汽车公司正在将增材制造从他们的快速原型实验室转移到生产车间。一是以生产制造治具、夹具、装配量具等形式。但随着速度、规模和新材料的出现，汽车本身的某些部分也很快出现。

我的感觉是，由于一些原因，这将加速。

一个是从内燃机向电动汽车的转变，在过渡期间，随着公司竞相制造内燃机车型和电动汽车，汽车型号的数量可能会增加一倍。他们过渡。模型的激增将需要更大的制造灵活性和更快地采用增材制造等灵活制造方法。

其次，在制造方面，有立法的减重目标。轻量化是汽车行业的主要强制措施，因此，所有一级轻量化——材料替代——都已经完成。

因此，汽车公司的下一个合乎逻辑的步骤是采用衍生式设计和拓扑结构优化以实现轻量化目标。因此，如果您愿意，这将成为汽车 3D 打印应用的另一个催化剂。

第三个领域，我认为会有非常大的采用将在各种非侵入性和侵入性医疗设备应用中。

第四个领域将是鞋类，从运动鞋开始，其中生成技术和添加剂技术的结合可以真正开始优化性能。但最终，我们也可能会看到日常鞋类的主流化。这些是我认为在未来几年内将被大量采用的几个领域。

您对 AM 中出现的任何趋势感到兴奋吗？

出现了许多有趣的趋势。

我们看到的一件事是围绕速度和工作流程以及材料开发的大量创新。

第二，我们看到正在发生的大量颠覆，不一定是更大的现有参与者，而是更灵活的新贵和更年轻的公司，它们真正创造了模式转变人们会考虑性能、实用程序、速度、规模和规模。

我们看到人工智能、传感器和 3D 打印之间的大量融合和集成，以完全解锁和释放新应用程序和用例的方式。

另一个趋势是传统制造公司的极大兴趣，他们明白在 2019-2020 年，3D 打印将成为主要的生产工具。他们正在采取一切措施到达那里。

与此同时，我们没有看到创新的速度和步伐有任何放缓。

衍生式设计和增材制造正在增加。正在申请的专利数量正在增加。风险资本家分配给早期增材制造公司的资金也在增加。其中一些早期公司的价值创造和估值已经高于一些较大的现有公司的价值和估值。

你把所有这些放在一起，我想说增材制造从未有过如此激动人心的时刻。除非直到明年。

您提出了一个关于进入市场的年轻公司的非常有趣的观点。老牌公司是否必须将部分市场份额让给进入游戏的新玩家？

我认为我们生活在一个要么创新要么消失的时期。换句话说，你要么颠覆，要么被颠覆。

更大的、成熟的组织受益于在技术、制造和支持基础设施方面进行大量投资，他们还必须在这些方面继续支持某些技术。

但是他们面对新玩家也有相当不公平的劣势，因为他们有很多遗留问题需要处理。由于它们在某些技术中运行，因此它们更有可能实施和引入线性的、渐进的改进。相比之下，一家全新的公司可以在不存在任何遗留技术和组织问题的情况下解决类似问题。

一家新公司可以吸引无限量的风险投资资金来加速增长，从而超越现有公司。

除此之外，传统的大本营老牌企业通过专门的经销商渠道进入市场，现在正受到破坏和考验。这不仅是年轻的公司，还有像惠普这样的品牌。

或者你有像Carbon这样的公司，它完全绕过传统渠道，以创新的直接订阅销售方式进入市场。

你所拥有的是两个城市的故事，其中现任者正在防守，当然，从数字上看，他们正在失去份额或在停滞不前，而新来者则以健康的两位数、三位数和四位数增长在收入方面。

整体市场肯定增长强劲，复合年增长率为 20% 至 25%。但在其中，较大的参与者并没有增长那么多。他们以较低的个位数增长，因为在很大程度上，他们无法以新来者的速度进行创新和颠覆。

一些大型老牌企业在进入市场方面的传统据点也正在被这种大大小小的公司的市场破坏所摧毁。你把这一切放在一起，我认为现有企业和年轻公司有同样多的机会进行颠覆。

随着这些年轻公司中的一些获得牵引力和商业成功，挑战将是从他们自己的早期经验中学习，继续创新和推进。

我们现在处于指数时代，因此人们对产品的保质期和上市策略的思考方式也必须变得指数化。

让我们谈谈 XponentialWorks 以及您在那里所做的工作。您与哪些类型的公司合作？

在 XponentialWorks，我们创建了一个独特的对撞机环境，在该环境中，我们与主要从事衍生式设计、增材制造、机器学习、人工智能和机器人技术的早期公司合作。

我们将他们与希望获得早期技术并希望像早期公司一样学会走路、说话和行为的中型市场公司联系起来。

在另一方面，早期公司正在寻找这些中端市场公司进行早期用例和验证，以及解决技术、市场和资源访问等各种问题的机会。

我们为成熟公司和早期公司提供围绕核心技术以及品牌、营销和知识产权的世界一流服务。

我个人会在我们的创新实验室中与这些公司一起度过大量时间，指导他们，希望我们能够一起更快地产生商业影响。对于大公司来说，这意味着他们可以在强大的生态系统中更快地了解并接受新的生成和添加技术。对于较年轻的公司来说，这是更快获得商业牵引力和成功的机会。

我们了解到，当各个阶段的公司一起工作时，在能力和实用性方面会发生惊人的事情这种合作产生的应用程序。

从 XponentialWorks 的角度来看，我们看到这种环境降低了早期公司可能发生的一些失败的风险。毕竟，统计数据显示，10 家处于早期阶段的公司中有 9 家在最初几年都失败了。我们一直致力于确保我们的早期公司没有失败——他们实际上正在不断壮大。

我们现在有像 Nexa3D 这样的公司，它真正打破了围绕速度、价值、构建规模、规模和材料。

我们有另一家令人兴奋的波兰公司 NXT Factory 几年前加入我们，正在消除围绕聚酰胺（从 PA6 到 PA11 和 PA12）的速度、尺寸和自动化障碍。它提供了传统注塑成型的替代方案，使用选择性激光烧结，速度约为传统激光烧结机的 4 倍。

当然，我们还有 ParaMatters，它是我们在衍生式设计、拓扑优化和定向优化和模拟自动化工作流程方面的皇冠上的明珠。它开发了一个非常强大的设计和制造引擎，它将开始塑造和告知以人工智能为中心的设计的未来。

我们还有其他非常成功的公司，例如 Apollo Robotics，它们使用多传感器环境和无人机进行高速数据采集和分析。

名单还在继续。当您将所有这些放在一起时，我们感到非常幸运、幸运和兴奋，因为我们身处一个正在推动指数技术发展的环境中。我们认为，我们集体取得的成就比我们自己所能取得的成就要多得多。

您如何定义术语“指数技术”？

对我来说，指数技术是一种经历了发展阶段的技术，从它开始数字化一直到民主化阶段，在那里它变得广泛可用，几乎进入货币化阶段，在本质上，它开始完全取代和取代其前身。

我的一个好朋友彼得·迪亚曼迪斯 (Peter Diamandis) 创造了“指数颠覆的六个 D”这个词，它描述了一项技术从线性发展到指数发展的阶段。

许多人喜欢看指数型技术，并说他们遵循摩尔定律，每两年将能力加倍，成本加倍。这也是一个很好的看待方式。

我认为今天呈指数级增长的技术包括人工智能和机器学习、传感器、3D 打印、机器人技术以及无处不在的连接和云计算的所有表现形式。

这也是传感器和民主化机器人与增强现实、虚拟现实和大量相对廉价的计算能力的融合。这意味着增材制造在金属、热塑性塑料和光固化树脂方面具有强大的工业优势。衍生式设计正在将其提升到允许真正优化制造发生的熟练度和实用性水平。

指数技术开始塑造并告知未来工厂的样子。我认为这更符合推动经济向前发展的产品开发周期和产品生命周期。

这些技术会对产品开发产生什么影响？

如今，公司面临着缩短产品开发和商业化周期的巨大压力。

这使得市场部门迫切需要将新产品更快地推向市场。当这种情况发生时，产品的效用和保质期就会有不同的定义，速度的含义意味着就上市时间而言，成功与失败之间存在差异。

但公司还需要灵活的制造工作流程和系统，以减少对刚性工具的依赖和更长的采购提前期。本质上，系统提供了本地化和分销制造的灵活性，并简化了供应链和库存。

因此，如果一家公司想在这个消费者消费和技术丰富的时代保持竞争力，我认为衍生式设计和增材制造以及人工智能和机器人技术是解决方案的很大一部分。

这就是为什么我很兴奋 XponentialWorks 一直在与一些最令人兴奋的年轻公司合作，这些公司热衷于成为该解决方案的一部分。

您对衍生式设计及其带来的机会有很多了解。公司如何开始接受衍生式设计，尤其是在考虑增材制造设计所涉及的挑战时？

好消息是，一些衍生式设计工具在很大程度上是自主和自动化的。让我们以我们自己的公司 ParaMatters 为例。您需要做的就是访问 ParaMatters 网站，注册，上传 CAD 文件，剩下的工作由 ParaMatters 完成。

ParaMatters 有一个名为 CogniCAD 的软件，可以在 10 到 20 分钟内接收您的文件和输入，具体取决于文件大小等因素，您将准备好以 STL 格式打印文件，该文件经过优化且重量轻，专为增材制造而设计。

当然，您将能够运行后期设计有限元分析，以确保 CongiCAD 为您设计的零件满足所有负载和性能要求。

CogniCAD 还可以自动将所有不同的部件组合成一个同类组件。所以它会为你组装，轻量化并组合它。 CogniCAD 正在迅速成为您的设计师 AI — 这确实是我们对增材制造设计的看法。

该行业需要克服哪些挑战才能加速采用增材制造？

有很多行业范围的挑战需要克服。

首先，如果该行业拥有更好的整体标准，即被普遍理解和接受的标准，将对所有利益相关者和选民都非常有益。

通过标准，公司可以将苹果与苹果进行比较，并做出可以在供应商、制造商和用户的综合生态系统中实施的智能决策。

二是行业需要成熟，使用更加透明和负责任的语言。

在谈论性能能力时，例如机器性能和材料性能，我们真的应该从更成熟的减材和注塑制造领域中了解如何描述、沟通和教育市场有关性能特征的内容和增材制造的能力。

第三大挑战是学习如何构建生态系统并加强合作以创建更强大的行业。如果某些公司学会了如何更好地合作，奖金的数额会更大。

当然，这并不是说竞争已经死了。竞争为王。竞争让我们走到了现在的位置。但在某些情况下，创建生态系统和协作可能是进一步加速采用的重要力量倍增器。

对于希望采用增材制造等数字技术的公司，您有哪些建议？

公司应该开始接受 3D 打印，如果他们还没有的话。但它必须逐步发生。它必须从一开始，在设计阶段就开始。它还可以从制造车间开始，使用低悬的果实，如夹具、固定装置和装配量具。

我认为此时此刻，每个企业都应该至少将 3D 打印带入他们的设计和快速原型实验室和工程中心，以便开始了解快速设计迭代的力量。

例如，如果您的设计办公室有一台 Nexa3D 打印机，您可以在 10 或 15 分钟内开始拥有真正的零件。

这意味着公司可以开始每天迭代和生产物理零件四到五次，而不是每隔几天或每周迭代一次。

当您能够做到这一点时，您的开发速度就会加快，上市总时间也会显着加快 — 并且您将获得竞争优势。当你在你的设计领域这样做时，你开始解锁未来产品外观的可能性，然后你可以开始过渡到一些简单的制造操作。

随着公司对这项技术越来越熟悉，那时他们可以开始真正考虑如何投入生产。一旦他们知道如何设计以及如何成功制作原型，他们就会开始使用增材制造工具作为制造工具。

另外，要记住的另一件事是公司不必单独行动。有很多导师、顾问和顾问可以在此过程中提供帮助。当然，他们当然可以联系 XponentialWorks。

十年前，围绕消费者 3D 打印进行了大量炒作，许多人预测每个家庭很快就会拥有一台 3D 打印机。当然，这还没有实现。您对消费泡沫的破灭有何看法？

这是一个很好的问题。

我承认我是那些几乎每天都大声说并相信消费 3D 打印的人之一。事实上，有一段时间我说过，要问的正确问题不仅是人们家中是否会拥有 3D 打印机，而且您的 3D 打印机将安装在您家的哪个房间？

当我回顾反思时，简短的回答是它还没有发生。不是因为打印机没有民主化。他们有。今天，您可以以低于 200 美元的价格购买一台简单的 FDM 打印机。

该软件已经发展到越来越多的人可以在没有设计师的情况下进行实际设计。连通性和实用性有了很大改进。

然而，我们看到的情况是，大多数所谓的消费打印机都流向了学校、小型工程部门的台式机、创客和小型企业。他们还没有完全在家里结束，因为材料选择和可用的设计以及复杂性只是使它不是一种对消费者友好的工具。

我当然错了，时间也肯定错了。我现在看到的情况是，学校、图书馆、车库和工程师的桌面上都有打印机。这些打印机越来越快、越来越好、越来越便宜。该软件正变得越来越具有认知性。越来越多的公司将他们的设计放到网上。

我的感觉是，3D 打印机迟早会逐渐回归消费应用。缺少的是真正让它变得可行和令人兴奋的消费者应用程序。

所以总结一下，我还是相信我们会看到一个更大的家庭使用时期。但我们在时间上肯定是错误的——它需要的时间比最初预测的要长一些。

有什么最后的想法吗？

我想说，在增材制造领域工作了 15 年之后，我今天比刚开始时更兴奋。

认为该行业在未来将变得更加重要，这令人兴奋。添加剂确实具有重塑我们设计、制造甚至交流方式的无限潜力。

这不仅仅是为参与者和该行业的参与者创造潜在价值和财富。这是关于以我们创造、生产和生活的方式对世界产生真正的影响。

这是最终目标：3D 打印中的所有参与者和利益相关者都可以参与更大的图景，通过 3D 打印让我们周围的一切变得更好。

要了解有关 XponentialWorks 的更多信息，请访问： www.xponentialworks.com/

关于 Avi Reichental

Avi Reichental 是 3D 打印和指数技术融合方面的领先权威。 2014 年，他被《大众机械》评为重塑美国梦的前 25 名创客之一，并于 2013 年被《财富》杂志列为商业领袖 50 强。他在 TED 上广受好评的关于 3D 打印未来的演讲获得了超过 300 万次观看。

2015 年，他成为咨询、风险投资和产品开发公司 XponentialWorks 的创始人、董事长兼首席执行官。在此之前，他曾担任 3D Systems 的总裁兼首席执行官。他在 3D 打印行业担任过多个领导职务，包括 Nano Dimension 董事长、Techniplas Digital 首席执行官、Nexa3D 执行董事长兼联合创始人以及 NXT Factory 执行董事长。 Reichental 还是 OurCrowd 面向人工智能初创公司的 Cognitiv Ventures 基金的普通合伙人，并且是农业科技先驱 Centaur 的创始人兼执行主席。