計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、三維設(shè)計(jì)圖形、3D打印設(shè)備、3D打印耗材、后處理工藝等系列要素構(gòu)成了一幅完整的3D打印產(chǎn)業(yè)地圖，其中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就像核心的“大腦”一樣精確地控制著3D打印流程的順利進(jìn)行。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)3D打印設(shè)備與耗材供應(yīng)商像雨后春筍般迅速涌現(xiàn)，而3D打印核心控制軟件卻往往是由盜用的國(guó)外軟件東拼西湊而成。幸運(yùn)的是，北京金橙子科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“金橙子科技”）憑借其十多年的控制軟件研發(fā)實(shí)力與功能強(qiáng)大的Ezcad3控制系統(tǒng)填補(bǔ)地圖上的這塊空白。
3+1組合橫掃激光打標(biāo)控制
2004年，國(guó)內(nèi)激光打標(biāo)系統(tǒng)核心的控制卡和控制軟件市場(chǎng)剛剛興起，一個(gè)有趣的3+1組合決定挑起國(guó)內(nèi)激光打標(biāo)系統(tǒng)控制的大梁，四位理工男——三名名校畢業(yè)專攻電路板控制與一名“半路出家”自學(xué)軟件編程，聯(lián)合成立了今天的北京金橙子科技股份有限公司，專門研發(fā)激光打標(biāo)控制卡和控制軟件。
此次《3D打印世界》封面人物的主人公、金橙子科技的創(chuàng)始人之一、董事、副總經(jīng)理邱勇即是這個(gè)組合中的靈魂人物，多年來(lái)一直主導(dǎo)著公司核心軟件的開(kāi)發(fā)。
金橙子科技成立不到兩年時(shí)間，就以其核心產(chǎn)品--系列打標(biāo)控制卡贏得了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，如今金橙子科技在激光打標(biāo)行業(yè)已家喻戶曉，占據(jù)著全球激光打標(biāo)控制系統(tǒng)的龍頭地位，并且于去年在新三板上市。
邱勇頗為自豪地介紹， “中國(guó)市場(chǎng)每年都有好幾萬(wàn)套盜版軟件，其中百分之七八十是盜版我們的，連競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的軟件界面也都基本模仿自我們的軟件，金橙子科技在這個(gè)領(lǐng)域中是毫無(wú)爭(zhēng)議的龍頭。” 目前，金橙子科技開(kāi)發(fā)的所有系統(tǒng)和控制軟件，都擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
雖然3D打印興起不過(guò)四五年的時(shí)間，但金橙子科技早在十年前就已經(jīng)了解到當(dāng)時(shí)被稱為快速成型的3D打印在控制軟件方面的需求，并與我國(guó)最早一批金屬3D打印廠商北京某工業(yè)3D打印公司合作做一些研究開(kāi)發(fā)，完成了早期的知識(shí)積累，并打下了技術(shù)基礎(chǔ)。
邱勇表示，“十年前，金橙子科技就已經(jīng)知道了3D打印需要什么樣的功能，3D打印火了以后，我們?cè)谝郧暗难芯炕A(chǔ)上專門針對(duì)3D打印所需的功能做控制軟件的開(kāi)發(fā)。”
從激光打標(biāo)控制到金屬3D打印控制，其中是否存在技術(shù)上的跨越？
在邱勇看來(lái)，實(shí)際上這兩種技術(shù)的差別并不大，“金屬3D打印說(shuō)白了其實(shí)就是一個(gè)金屬打標(biāo)。3D打標(biāo)是利用激光在二維的平面上進(jìn)行熔融甚至汽化從而在物體表面留下永久的圖形，同樣地，3D打印也是將三維設(shè)計(jì)的形狀切片處理成為二維的圖形，激光在一層層金屬粉末上對(duì)粉末按照預(yù)定的圖形進(jìn)行熔融或燒結(jié)，打標(biāo)是將材料去除，而3D打印則需要疊加成型。無(wú)論是哪一種，其核心的技術(shù)都是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件利用掃描振鏡來(lái)控制激光打標(biāo)頭或打印頭的精確移動(dòng)。”
Ezcad3為3D打印客戶解決90%的難題
盡管邱勇在軟件控制研發(fā)上擁有多年的經(jīng)驗(yàn)，但是相對(duì)于3D打標(biāo)，3D打印在工作流程中增加了更多細(xì)節(jié)性的東西，給操作帶來(lái)了難題。例如，如何校準(zhǔn)以保證每層金屬粉末的打印精確度？如何更好地進(jìn)行切片？如何進(jìn)行填充才將3D打印部件的熱效應(yīng)降到最低？STL文件數(shù)據(jù)量如此之大，如何進(jìn)行軟件優(yōu)化才能確保這些超大的文件順利地保存與輸出……為了解決3D打印過(guò)程中的這些難題，邱勇帶領(lǐng)著金橙子科技的研發(fā)部門通過(guò)三年多的研發(fā)，如今推出的3D打印控制系統(tǒng)Ezcad3可以為客戶提供90% 3D打印所需的功能。
“我們提供了一整套的解決方案，客戶可以選擇性地將這些技術(shù)模塊組裝在一起，自己只需簡(jiǎn)單開(kāi)發(fā)做出最終界面，就能實(shí)現(xiàn)他們所需的3D打印功能。”
邱勇為我們展現(xiàn)了金橙子科技推出的3D控制系統(tǒng)的幾大優(yōu)勢(shì)：
3D校正：
“校正是我們的客戶最常提出的需求。比方說(shuō)客戶需要打印一個(gè)100X100mm的矩形，在準(zhǔn)確打印完之后，再打印50X50mm的矩形可能又會(huì)不準(zhǔn)，因?yàn)檎麄€(gè)區(qū)域每個(gè)點(diǎn)都要打準(zhǔn)就需要在整個(gè)區(qū)域都有很精確的校準(zhǔn)，如果沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力很難做到這一點(diǎn)，金橙子科技針對(duì)此推出了解決方案。”
針對(duì)光學(xué)失真，傳統(tǒng)手工校正中存在的精度低、誤差大的問(wèn)題，Ezcad3采用全程攝像定位多點(diǎn)計(jì)算，有效提高精度等級(jí)，校正精度（100mm幅面）可達(dá)±10um。
64位內(nèi)核：
“3D打印的軟件動(dòng)不動(dòng)就是幾個(gè)T的數(shù)據(jù)量，光是把3D的圖形存在電腦中都需要幾十分鐘或幾小時(shí)。我們做了很多優(yōu)化，在加工過(guò)程中才生成填充路徑，使得數(shù)據(jù)量特別小，這樣普通的電腦都可以用于3D的加工。”
Ezcad3針對(duì)64位Windows操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，極大地提升了內(nèi)存訪問(wèn)容量，支持大數(shù)據(jù)量的STL文件導(dǎo)入與處理，解決了32位軟件無(wú)法處理超大文件的問(wèn)題。軟件支持多線程工作模式，充分利用多核處理器，提高軟件的計(jì)算和渲染效率。
動(dòng)態(tài)切片：
使用Ezcad3軟件，用戶可以選擇導(dǎo)入STL文件后，使用切片功能對(duì)模型進(jìn)行切片。切片可以選擇在加工前對(duì)模型整體進(jìn)行切片，也可以選擇在加工時(shí)即時(shí)生成當(dāng)前切片的模型數(shù)據(jù)，以減少內(nèi)存占用。軟件也支持導(dǎo)入其他軟件生成的切片數(shù)據(jù)。
掃描路徑生成（填充）：
邱勇介紹，基本的路徑生成方式有水平、網(wǎng)格、回形、弓形等，每一個(gè)廠商都需要對(duì)各種填充部件來(lái)進(jìn)行熱效應(yīng)測(cè)試，金橙子科技提供了動(dòng)態(tài)填充和自定義填充的工具，可以有效地幫客戶解決這些難題。
掃描路徑動(dòng)態(tài)生成（動(dòng)態(tài)填充）：切片操作將產(chǎn)生大量的切片數(shù)據(jù)，對(duì)每一層切片進(jìn)行路徑生成將產(chǎn)生更大的數(shù)據(jù)量。為了節(jié)省電腦內(nèi)存的占用，降低硬件配置要求，Ezcad3開(kāi)發(fā)包提供即時(shí)路徑生成，也即在加工當(dāng)前切片時(shí)生成下一層切片的路徑，同時(shí)清理上一層切片的路徑數(shù)據(jù)，這樣就保證了相當(dāng)小的內(nèi)存占用。
自定義掃描路徑生成（自定義填充）：掃描路徑不僅決定了加工精度，也影響著工件加工后的殘余應(yīng)力。用戶可以通過(guò)軟件繪制任意掃描路徑圖樣，軟件可以通過(guò)投影切片的輪廓，將繪制好的掃描路徑圖樣應(yīng)用在每一層切片上。這為用戶測(cè)試與實(shí)現(xiàn)不同的掃描策略提供了基礎(chǔ)。
振鏡：
Ezcad3支持多種振鏡協(xié)議，XY2-100(16位）、XY2-100增強(qiáng)（18位）、newson(20位）。精度越高，加工效果越精細(xì)。18位振鏡相較于16位振鏡，精度（100mm幅面） 由1.53μm（100mm/216）提升至0.38μm（100mm/ 218），精度提升4倍。
多頭：
軟件可支持一個(gè)電腦控制多張板卡、激光器和振鏡頭，并進(jìn)行同時(shí)加工，以提高生產(chǎn)效率。（最多可控制8個(gè)）
另外，邱勇補(bǔ)充道，雖然Ezcad3已提供了90% 3D打印所需的功能，但還缺少一個(gè)添加支撐的功能，金橙子科技后續(xù)還將繼續(xù)研究開(kāi)發(fā)，為客戶提供完整的3D打印解決方案。
誠(chéng)信為本，贏取市場(chǎng)
目前，國(guó)內(nèi)3D打印廠商在控制軟件這一塊大多使用的是國(guó)外進(jìn)口的控制卡，但據(jù)邱勇介紹，市面上流行的控制卡僅僅提供對(duì)振鏡的運(yùn)動(dòng)控制，針對(duì)3D工藝所需的功能并沒(méi)有完整的解決方案，而金橙子科技的Ezcad3控制系統(tǒng)能夠提供更加高級(jí)的解決方案，擁有校正、動(dòng)態(tài)切片、填充等多個(gè)功能。“我們的目標(biāo)是將市場(chǎng)上這些功能單一的控制卡替換掉，”邱勇表示。
目前，金橙子科技在3D打印市場(chǎng)上的開(kāi)發(fā)處于剛起步的階段，在接洽的客戶還只有十幾家，對(duì)于如何贏取國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，邱勇顯得很有信心，依靠的不僅是為客戶提供完善的解決問(wèn)題的方案，更是多年以來(lái)引以為豪的“誠(chéng)信”二字，邱勇認(rèn)為這是金橙子科技在公司理念方面最大的堅(jiān)守，“我覺(jué)得誠(chéng)信是第一的，我們公司從未失信于人，這已經(jīng)形成了金橙子科技一種企業(yè)文化。”
對(duì)客戶而言，作為研發(fā)型的企業(yè)，金橙子科技多年以來(lái)的銷售策略建立于純技術(shù)之上，以自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的技術(shù)服人，承諾了客戶的永遠(yuǎn)都會(huì)做到，從不違反任何一個(gè)合同。對(duì)企業(yè)員工而言，金橙子科技在薪資、福利方面十幾年來(lái)做到了絕不虧欠，因此員工的忠誠(chéng)度都很高，“我們公司擁有很多十幾年的老員工，因?yàn)楣境兄Z了的就一定會(huì)給到，給了就一定會(huì)多給。”邱勇認(rèn)為金橙子科技擁有高度的誠(chéng)信幾乎是毋庸置疑的。
而對(duì)于邱勇個(gè)人而言，作為研發(fā)部門的帶頭人幾乎承擔(dān)了公司絕大多數(shù)的研發(fā)工作，從金橙子科技的舊軟件Ezcad1、Ezcad2，到如今的Ezcad3，研發(fā)工作都是邱勇一力承擔(dān)，其手下的研發(fā)人員僅需在他的工作基礎(chǔ)上做二次研發(fā)即可。而除此之外，邱勇還同時(shí)擔(dān)負(fù)著其他的客戶項(xiàng)目研發(fā)工作。有時(shí)候他感嘆自己的工作量真的太大了，“當(dāng)年我從另一個(gè)公司離職時(shí)，需要有五個(gè)人來(lái)接我的活，我現(xiàn)在干的活可能是別的公司十個(gè)人或者幾十個(gè)人在干的活。”
金橙子科技的軟件研發(fā)技術(shù)靈魂邱勇是一個(gè)自學(xué)成才極富天賦的編程員，也是一個(gè)勤奮至極的企業(yè)創(chuàng)始人，也許這在一定程度上影響到了金橙子科技的企業(yè)氣質(zhì)——踏實(shí)而富于活力。近年來(lái)國(guó)家不斷鼓勵(lì)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。金橙子科技自創(chuàng)始以來(lái)，專注于核心專利技術(shù)研發(fā)，腳踏實(shí)地，仰望星空。這樣一家專注于控制軟件開(kāi)發(fā)的公司，必定有利于在產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占領(lǐng)高地，推動(dòng)中國(guó)3D打印產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因?yàn)樗?D打印硬件、軟件的集成離不開(kāi)一個(gè)好的“大腦”的精密調(diào)度。
