3D Systems: Американский лидер в области 3D-печати

Введение

Американская компания по 3D-печати 3D Systems Corporation со штаб-квартирой в Рок-Хилле, штат Южная Каролина, разрабатывает, производит и продает 3D-принтеры, материалы для 3D-печати, изделия, изготовленные методом 3D-печати, и услуги инженерного сопровождения. Компания создает концептуальные модели продукции, прецизионные и функциональные прототипы, мастер-модели для оснастки, а также детали для прямого цифрового производства. В компании используются запатентованные процессы для создания физических объектов на основе данных из программного обеспечения для автоматизированного проектирования и производства (САПР/CAM) или устройств для 3D-сканирования и 3D-моделирования. Технологии и услуги 3D Systems применяются на этапах проектирования, разработки и производства во многих отраслях, включая аэрокосмическую, автомобильную, здравоохранение, стоматологию, индустрию развлечений и производство потребительских товаров длительного пользования. Компания предлагает широкий спектр профессиональных и промышленных 3D-принтеров, а также программное обеспечение, материалы и онлайн-сервис оперативной печати деталей по запросу. 3D Systems известна в индустрии 3D-печати как разработчик технологии стереолитографии и файлового формата STL. Чак Халл, технический директор и бывший президент компании, был пионером стереолитографии и получил патент на эту технологию в 1986 году. По состоянию на 2020 год в 3D Systems работало более 2400 сотрудников в 25 офисах по всему миру.

История

3D Systems была основана в Валенсии, Калифорния, Чаком Халлом, изобретателем и патентообладателем первой системы быстрого прототипирования стереолитографии (SLA). До внедрения SLA быстрого прототипирования, создание концепт-моделей требовало значительных затрат времени и средств. Инновация SLA снизила эти затраты ресурсов, одновременно повысив качество и точность получаемой модели. Ранние системы SLA были сложными и дорогостоящими, и для достижения коммерческой жизнеспособности требовались масштабные переработки. Основные проблемы были связаны с гидродинамическими и химическими осложнениями. В 1996 году внедрение твердотельных лазеров позволило Халлу и его команде усовершенствовать свои материалы. Инженеры из сфер транспорта, здравоохранения и потребительских товаров способствовали начальным этапам исследований и разработок 3D Systems. Эти отрасли остаются ключевыми потребителями технологии 3D Systems. В конце 2001 года 3D Systems начала программу приобретений, которая расширила технологические возможности компании за счет владения программным обеспечением, материалами, принтерами и цифровым контентом, а также доступа к квалификации инженеров и дизайнеров. Высокая скорость приобретений 3D Systems (16 в 2011 году) вызвала вопросы относительно задач, стоящих перед руководством компании. Другие наблюдатели отметили масштаб приобретений как свидетельство продуманной стратегии 3D Systems по консолидации индустрии 3D-печати под единым брендом и обеспечению возможности обслуживания каждого этапа цепочки от сканирования/создания до печати. В 2003 году Халла сменил Ави Райхенталь. И Райхенталь, и Халл вошли в список двадцати самых влиятельных людей в области быстрого прототипирования по версии журнала TCT. Халл остается активным членом совета директоров 3D Systems и занимает должности главного технического директора и исполнительного вице-президента. В 2005 году 3D Systems перенесла свою штаб-квартиру в Рок-Хилл, Южная Каролина, объясняя это благоприятным деловым климатом, устойчиво низкими издержками ведения бизнеса, а также значительными инвестиционными и налоговыми льготами. В мае 2011 года 3D Systems перешла с биржи NASDAQ (TDSC) на Нью-Йоркскую фондовую биржу (DDD). В 2012 году в отчете Gray Wolf Report прогнозировалось, что темпы роста 3D Systems будут неустойчивыми, указывая на завышенные показатели, полученные в результате приобретений, как на искажение органического роста компании. 3D Systems ответила на эту статью 19 ноября 2012 года, заявив, что она "содержит материально ложные утверждения и ошибочные выводы, которые, по нашему мнению, порочат компанию и ее репутацию и привели к убыткам для наших акционеров". В январе 2014 года было объявлено о приобретении 3D Systems компании Gentle Giant из Бурбанка, Калифорния, специализирующейся на производстве коллекционных фигурок и создающей трехмерные модели персонажей из различных всемирно известных франшиз, включая «Звездные войны», «Гарри Поттер», «Симпсоны» и «Властелин колец». В июле 2014 года 3D Systems объявила о приобретении израильской компании Simbionix, занимающейся медицинской визуализацией. В сентябре 2014 года 3D Systems приобрела LayerWise, базирующуюся в Лёвене, Бельгия, ведущего поставщика услуг прямой 3D-печати металлом, выделившегося из KU Leuven. Условия приобретения не были раскрыты ни одной из сторон. Эта сделка добавила Бельгию в список стран, где у 3D Systems есть действующие подразделения. В январе 2015 года 3D Systems приобрела производителя 3D-принтеров botObjects, первую компанию, коммерциализировавшую полноцветный принтер, использующий технологию послойного наплавления. botObjects была основана Мартином Уорнером (CEO) и Майком Думой (CTO). Запатентованная 5-цветная картриджная система CMYKW botObjects, как утверждалось, позволяла генерировать цветовые комбинации и градиенты путем смешивания основных цветов печати. В апреле 2015 года 3D Systems объявила о приобретении китайской группы Easyway, в результате чего была создана 3D Systems China. Easyway является китайским поставщиком услуг и продаж 3D-печати, с ключевыми операциями в Шанхае, Уси, Пекине, Гуандуне и Чунцине. В октябре 2015 года Райхенталь ушел с поста президента и генерального директора 3D Systems, Inc. и был временно заменен главным юрисконсультом компании Эндрю Джонсоном. Вёмеш Джоши (VJ) был назначен президентом и генеральным директором 4 апреля 2016 года. 14 мая 2020 года совет директоров 3D Systems назначил Джеффа Грейвса президентом и генеральным директором, вступившим в должность 26 мая. По состоянию на 17 февраля 2023 года он остается генеральным директором.

3D Systems was founded in Valencia, California by Chuck Hull, the inventor and patent holder of the first stereolithography (SLA) rapid prototyping system. Prior to Hull's introduction of SLA rapid prototyping, concept models required extensive time and money to produce. The innovation of SLA reduced these resource expenditures while increasing the quality and accuracy of the resulting model. Early SLA systems were complex and costly, and required extensive redesigns before achieving commercial viability. Primary issues concerned hydrodynamic and chemical complications. In 1996, the introduction of solid state lasers permitted Hull and his team to reformulate their materials. Engineers in transportation, healthcare, and consumer products helped fuel early phases of 3D Systems' rapid prototyping research and development. These industries remain key followers of 3D Systems' technology. In late 2001, 3D Systems began an acquisitions program that expanded the company's technology through ownership of software, materials, printers, and printable content, as well as access to the skills of engineers and designers. The rate of 3D Systems' acquisitions (16 in 2011) raised questions with regard to the task facing the company's management team. Other onlookers pointed to the encompassing scope of the acquisitions as indicating calculated steps by 3D Systems to consolidate the 3D printing industry under one roof and logo, and to become capable of servicing each link in the scan/create to print chain. Unreliable source: date=November 2014

In 2003, Hull was succeeded by Avi Reichental. Both Reichental and Hull are listed among the top twenty most influential people in rapid technologies by TCT Magazine. Hull remains an active member of 3D Systems' board and serves as the company's Chief Technology Officer and Executive Vice President. In 2005, 3D Systems relocated its headquarters to Rock Hill, South Carolina, citing a favorable business climate, a sustained lower cost of doing business, and significant investment and tax benefits as reasons for the move. In May 2011, 3D Systems transferred from NASDAQ (TDSC) to the New York Stock Exchange (DDD). In 2012, a Gray Wolf Report predicted 3D Systems' rate of growth to be unsustainable, pointing to inflated impressions from acquisitions as a corporate misstatement of organic growth. 3D Systems responded to this article on November 19, 2012, claiming it to "contain materially false statements and erroneous conclusions that we believe defamed the company and its reputation and resulted in losses to our shareholders". In January 2014 it was announced that 3D Systems had acquired the Burbank, CA based collectibles company Gentle Giant, which designs, develops, and manufactures three dimensional representations of characters from a variety of globally recognized franchises, including Star Wars, Harry Potter, The Simpsons, and The Lord of the Rings. In July 2014, 3D Systems announced the acquisition of Israeli medical imaging company Simbionix for In September 2014, 3D Systems acquired the Leuven, Belgium based LayerWise, a principal provider of direct metal 3D printing and manufacturing services spun off from KU Leuven. The terms of the acquisition were not disclosed by either company. The takeover added Belgium to the list of countries where 3D Systems has active locations. In January 2015, 3D Systems acquired the 3D printer manufacturer botObjects, the first company to commercialize a full color printer using the fused filament fabrication technique. botObjects was founded by Martin Warner (CEO) and Mike Duma (CTO). botObjects' proprietary 5 color CMYKW cartridge system was claimed to be able to generate color combinations and gradients by mixing primary printing colors. In April 2015, 3D Systems announced its acquisition of the Chinese Easyway Group, creating 3D Systems China. Easyway is a Chinese 3D printing sales and service provider, with key operations in Shanghai, Wuxi, Beijing, Guangdong, and Chongqing. In October 2015, Reichental stepped down as the president and CEO of 3D Systems, Inc. and was replaced on an interim basis by the company's chief legal officer Andrew Johnson. Vyomesh Joshi (VJ) was appointed as president and CEO on April 4, 2016. On May 14, 2020, the 3D Systems board named Jeff Graves as president and CEO, effective May 26. He remains the CEO as of February 17, 2023.

Технология

3D Systems производит системы стереолитографии (SLA), моделирования методом наплавления (FDM), селективного лазерного спекания (SLS), цветной струйной печати (CJP), многоструйной печати (MJP) и прямой металлической печати (DMP, разновидность SLS, использующая металлический порошок). Каждая технология использует цифровые 3D-данные для создания деталей посредством аддитивного процесса, послойного наращивания. Системы различаются по используемым материалам, объему печати и областям применения. Цветная струйная печать использует технологию струйного принтера для нанесения жидкого связующего вещества на слой порошка. Порошок высвобождается и распределяется роликом для формирования каждого нового слоя. Эта технология была первоначально разработана компанией Z Corporation. Многоструйная печать – это процесс нанесения жидких фотополимеров на поверхность модели с использованием технологии струйного принтера. Достигается высокое разрешение, а вспомогательный материал легко удаляется на этапе постобработки.

Продукты и патенты

В рамках усилий 3D Systems по консолидации 3D-печати под эгидой одной компании, её продукция включает широкий спектр 3D-принтеров и материалов для печати, ориентированных на пользователей её технологий в различных отраслях. 3D Systems предлагает как профессиональные, так и промышленные принтеры. Помимо принтеров, 3D Systems предоставляет программное обеспечение для создания контента, включая программы для обратной разработки и органического 3D-моделирования. Придерживаясь бизнес-модели "бритва и лезвия", 3D Systems предлагает более ста материалов для использования со своими принтерами, включая воски, резиноподобные материалы, металлы, композиты, пластики и нейлоны. 3D Systems – компания с закрытым исходным кодом, использующая собственные разработки для создания продуктов и патенты для защиты своих технологий от конкурентов. Критики модели закрытого исходного кода считают, что кажущаяся медлительность развития и инноваций в 3D-печати связана не с недостатком технологий, а с отсутствием открытого обмена информацией в отрасли, в то время как сторонники утверждают, что патентные права стимулируют и мотивируют создание более качественных инноваций, приводя к лучшему и более впечатляющему конечному продукту. В ноябре 2012 года 3D Systems подала в суд на компанию Formlabs, производящую 3D-принтеры для продвинутых пользователей, и на краудфандинговую платформу Kickstarter из-за попытки Formlabs привлечь финансирование для принтера, который, по мнению 3D Systems, нарушал её патент на "одновременное многослойное отверждение в стереолитографии". Судебное разбирательство длилось более двух лет и получило достаточное освещение, чтобы быть включенным в документальный фильм Netflix о 3D-печати под названием "Print the Legend" ("Печать легенды"). 3D Systems подала заявки на патенты на следующие инновации и технологии: систему и метод быстрого прототипирования и производства; составы, отверждаемые излучением, применимые в системах проецирования изображений; компенсацию профилей интенсивности актинического излучения для 3D-моделировщиков; аппаратуру и методы охлаждения деталей, полученных методом лазерного спекания; составы, отверждаемые излучением, применимые в системах твердотельной стереолитографии; аппаратуру для 3D-печати с использованием слоев изображений; составы и методы селективного осаждения; гладкость краев при использовании проекционных изображений низкого разрешения для твердотельной визуализации; подъёмник и метод наклона платформы для построения твердого изображения для уменьшения захвата воздуха и облегчения извлечения готового изделия; методы селективного осаждения для улучшения интерфейса поддерживающих структур; региональные поддерживающие структуры для деталей, изготовленных методом твердотельной стереолитографии; аддитивные методы производства для улучшения контроля деформации и качества боковых стенок; материалы поддержки и материалы для построения, а также области их применения.

As part of 3D Systems' effort to consolidate 3D printing under one company, its products span a range of 3D printers and print products to target users of its technologies across industries. 3D Systems offers both professional and production printers. In addition to printers, 3D Systems offers content creation software, including reverse engineering software and organic 3D modeling software. Following a razor and blades model, 3D Systems offers more than one hundred materials to be used with its printers, including waxes, rubber like materials, metals, composites, plastics and nylons. 3D Systems is a closed source company, using in house technologies for product development and patents to protect their technologies from competitors. Critics of the closed source model have blamed seemingly slow development and innovation in 3D printing not on a lack of technology, but on a lack of open information sharing within the industry, and supporters argue that the right to patents inspires and motivates higher quality innovations, leading to a better and more impressive final product. In November 2012, 3D Systems filed a lawsuit against prosumer 3D printer company Formlabs and the Kickstarter crowdfunding website over Formlabs' attempt to fund a printer which it claimed infringed its patent on "Simultaneous multiple layer curing in stereolithography." The legal procedure lasted more than two years and was significant enough to be covered in a Netflix documentary about 3D printing, called "Print the Legend". 3D Systems has applied for patents for the following innovations and technologies: the rapid prototyping and manufacturing system and method; radiation curable compositions useful in image projection systems; compensation of actinic radiation intensity profiles for 3D modelers; apparatus and methods for cooling laser sintered parts; radiation curable compositions useful in solid freeform fabrication systems; apparatus for 3D printing using imaged layers; compositions and methods for selective deposition modeling; edge smoothness with low resolution projected images for use in solid imaging; an elevator and method for tilting a solid image build platform for reducing air entrapment and for build release; selective deposition modeling methods for improved support object interface; region based supports for parts produced by solid freeform fabrication; additive manufacturing methods for improved curl control and sidewall quality; support and build material and applications.

Операции

В 2007 году компания консолидировала свои офисы, производственные мощности и функции исследований и разработок в новой глобальной штаб-квартире в Рок-Хилл, Южная Каролина, США. Около половины площади штаб-квартиры занимают научно-исследовательские и опытно-конструкторские лаборатории, включая Центр быстрого производства (RMC), где используются системы быстрого прототипирования, быстрого производства и 3D-печати от 3D Systems. Компания 3D Systems обслуживает клиентов в 80 странах и насчитывает более 2100 сотрудников в 25 представительствах по всему миру, в том числе в Сан-Франциско, Левене, Франции, Германии, Италии, Швейцарии, Южной Корее, Бразилии, Великобритании, Китае и Японии. Компания владеет более чем 359 патентами в США и других странах. В 2019 году компания консолидировала ресурсы своих внутренних сервисов быстрой печати по требованию в Литтлтоне, Сиэтле, Лоуренсбурге и Уилсонвилле. На объекте в Лоуренсбурге была проведена реструктуризация и расширение, что позволило почти удвоить его площадь для дальнейшего развития и роста.

Участие сообщества и партнерства

3D Systems участвует в многолетнем соглашении со Смитсоновским институтом в рамках усилий по укреплению управления коллекциями и повышению доступности коллекций с помощью 3D-моделей. В 2012 году 3D Systems начала сотрудничество с Scholastic Art & Writing Awards в категории Future New, где трем победителям присуждается стипендия в размере 1000 долларов США в дополнение к призам и признанию, предоставляемым Scholastic Awards. Компания также предоставила два 3D-принтера промышленного класса Национальной сети производственных инноваций (NNMI), целью которой является восстановление производства в США и повышение конкурентоспособности американской промышленности. 3D Systems является корпоративным спонсором Национального фонда здоровья полости рта детей (NCOHF), который оказывает образовательные, профилактические и лечебные услуги по уходу за полостью рта детям из уязвимых слоев населения. 18 февраля 2014 года Ekso Bionics представила первый в мире гибридный экзоскелет, напечатанный на 3D-принтере, в сотрудничестве с 3D Systems.