【专访】金橙子科技邱勇：国产3D打印控制系统十余年的逆袭之路

《3D打印世界》讯/计算机控制系统、三维设计图形、3D打印设备、3D打印耗材、后处理工艺等系列要素构成了一幅完整的3D打印产业地图，其中计算机控制系统就像核心的“大脑”一样精确地控制着3D打印流程的顺利进行。

近年来，国内3D打印设备与耗材供应商像雨后春笋般迅速涌现，而3D打印核心控制软件却往往是由盗用的国外软件东拼西凑而成。幸运的是，北京金橙子科技股份有限公司（以下简称“金橙子科技”）凭借其十多年的控制软件研发实力与功能强大的Ezcad3控制系统填补地图上的这块空白。

3+1组合横扫激光打标控制

2004年，国内激光打标系统核心的控制卡和控制软件市场刚刚兴起，一个有趣的3+1组合决定挑起国内激光打标系统控制的大梁，四位理工男——三名名校毕业专攻电路板控制与一名“半路出家”自学软件编程，联合成立了今天的北京金橙子科技股份有限公司，专门研发激光打标控制卡和控制软件。

此次《3D打印世界》封面人物的主人公、金橙子科技的创始人之一、董事、副总经理邱勇即是这个组合中的灵魂人物，多年来一直主导着公司核心软件的开发。

金橙子科技成立不到两年时间，就以其核心产品--系列打标控制卡赢得了国内市场。经过十几年的发展，如今金橙子科技在激光打标行业已家喻户晓，占据着全球激光打标控制系统的龙头地位，并且于去年在新三板上市。

邱勇颇为自豪地介绍， “中国市场每年都有好几万套盗版软件，其中百分之七八十是盗版我们的，连竞争对手的软件界面也都基本模仿自我们的软件，金橙子科技在这个领域中是毫无争议的龙头。” 目前，金橙子科技开发的所有系统和控制软件，都拥有完全的自主知识产权。

虽然3D打印兴起不过四五年的时间，但金橙子科技早在十年前就已经了解到当时被称为快速成型的3D打印在控制软件方面的需求，并与我国最早一批金属3D打印厂商北京某工业3D打印公司合作做一些研究开发，完成了早期的知识积累，并打下了技术基础。

邱勇表示，“十年前，金橙子科技就已经知道了3D打印需要什么样的功能，3D打印火了以后，我们在以前的研究基础上专门针对3D打印所需的功能做控制软件的开发。”

从激光打标控制到金属3D打印控制，其中是否存在技术上的跨越？

在邱勇看来，实际上这两种技术的差别并不大，“金属3D打印说白了其实就是一个金属打标。3D打标是利用激光在二维的平面上进行熔融甚至汽化从而在物体表面留下永久的图形，同样地，3D打印也是将三维设计的形状切片处理成为二维的图形，激光在一层层金属粉末上对粉末按照预定的图形进行熔融或烧结，打标是将材料去除，而3D打印则需要叠加成型。无论是哪一种，其核心的技术都是通过计算机软件利用扫描振镜来控制激光打标头或打印头的精确移动。”

Ezcad3为3D打印客户解决90%的难题

尽管邱勇在软件控制研发上拥有多年的经验，但是相对于3D打标，3D打印在工作流程中增加了更多细节性的东西，给操作带来了难题。例如，如何校准以保证每层金属粉末的打印精确度？如何更好地进行切片？如何进行填充才将3D打印部件的热效应降到最低？STL文件数据量如此之大，如何进行软件优化才能确保这些超大的文件顺利地保存与输出……为了解决3D打印过程中的这些难题，邱勇带领着金橙子科技的研发部门通过三年多的研发，如今推出的3D打印控制系统Ezcad3可以为客户提供90% 3D打印所需的功能。

“我们提供了一整套的解决方案，客户可以选择性地将这些技术模块组装在一起，自己只需简单开发做出最终界面，就能实现他们所需的3D打印功能。”                 

邱勇为我们展现了金橙子科技推出的3D控制系统的几大优势：

3D校正：

“校正是我们的客户最常提出的需求。比方说客户需要打印一个100X100mm的矩形，在准确打印完之后，再打印50X50mm的矩形可能又会不准，因为整个区域每个点都要打准就需要在整个区域都有很精确的校准，如果没有足够的经验和实力很难做到这一点，金橙子科技针对此推出了解决方案。”

针对光学失真，传统手工校正中存在的精度低、误差大的问题，Ezcad3采用全程摄像定位多点计算，有效提高精度等级，校正精度（100mm幅面）可达±10um。

64位内核：

“3D打印的软件动不动就是几个T的数据量，光是把3D的图形存在电脑中都需要几十分钟或几小时。我们做了很多优化，在加工过程中才生成填充路径，使得数据量特别小，这样普通的电脑都可以用于3D的加工。”

Ezcad3针对64位Windows操作系统进行开发，极大地提升了内存访问容量，支持大数据量的STL文件导入与处理，解决了32位软件无法处理超大文件的问题。软件支持多线程工作模式，充分利用多核处理器，提高软件的计算和渲染效率。

动态切片：

使用Ezcad3软件，用户可以选择导入STL文件后，使用切片功能对模型进行切片。切片可以选择在加工前对模型整体进行切片，也可以选择在加工时即时生成当前切片的模型数据，以减少内存占用。软件也支持导入其他软件生成的切片数据。

扫描路径生成（填充）：

邱勇介绍，基本的路径生成方式有水平、网格、回形、弓形等，每一个厂商都需要对各种填充部件来进行热效应测试，金橙子科技提供了动态填充和自定义填充的工具，可以有效地帮客户解决这些难题。

扫描路径动态生成（动态填充）：切片操作将产生大量的切片数据，对每一层切片进行路径生成将产生更大的数据量。为了节省电脑内存的占用，降低硬件配置要求，Ezcad3开发包提供即时路径生成，也即在加工当前切片时生成下一层切片的路径，同时清理上一层切片的路径数据，这样就保证了相当小的内存占用。

自定义扫描路径生成（自定义填充）：扫描路径不仅决定了加工精度，也影响着工件加工后的残余应力。用户可以通过软件绘制任意扫描路径图样，软件可以通过投影切片的轮廓，将绘制好的扫描路径图样应用在每一层切片上。这为用户测试与实现不同的扫描策略提供了基础。

振镜：

Ezcad3支持多种振镜协议，XY2-100(16位）、XY2-100增强（18位）、newson(20位）。精度越高，加工效果越精细。18位振镜相较于16位振镜，精度（100mm幅面） 由1.53μm（100mm/216）提升至0.38μm（100mm/ 218），精度提升4倍。

多头：

软件可支持一个电脑控制多张板卡、激光器和振镜头，并进行同时加工，以提高生产效率。（最多可控制8个）

另外，邱勇补充道，虽然Ezcad3已提供了90% 3D打印所需的功能，但还缺少一个添加支撑的功能，金橙子科技后续还将继续研究开发，为客户提供完整的3D打印解决方案。

诚信为本，赢取市场

目前，国内3D打印厂商在控制软件这一块大多使用的是国外进口的控制卡，但据邱勇介绍，市面上流行的控制卡仅仅提供对振镜的运动控制，针对3D工艺所需的功能并没有完整的解决方案，而金橙子科技的Ezcad3控制系统能够提供更加高级的解决方案，拥有校正、动态切片、填充等多个功能。“我们的目标是将市场上这些功能单一的控制卡替换掉，”邱勇表示。

目前，金橙子科技在3D打印市场上的开发处于刚起步的阶段，在接洽的客户还只有十几家，对于如何赢取国内市场，邱勇显得很有信心，依靠的不仅是为客户提供完善的解决问题的方案，更是多年以来引以为豪的“诚信”二字，邱勇认为这是金橙子科技在公司理念方面最大的坚守，“我觉得诚信是第一的，我们公司从未失信于人，这已经形成了金橙子科技一种企业文化。”

对客户而言，作为研发型的企业，金橙子科技多年以来的销售策略建立于纯技术之上，以自主创新开发的技术服人，承诺了客户的永远都会做到，从不违反任何一个合同。对企业员工而言，金橙子科技在薪资、福利方面十几年来做到了绝不亏欠，因此员工的忠诚度都很高，“我们公司拥有很多十几年的老员工，因为公司承诺了的就一定会给到，给了就一定会多给。”邱勇认为金橙子科技拥有高度的诚信几乎是毋庸置疑的。

而对于邱勇个人而言，作为研发部门的带头人几乎承担了公司绝大多数的研发工作，从金橙子科技的旧软件Ezcad1、Ezcad2，到如今的Ezcad3，研发工作都是邱勇一力承担，其手下的研发人员仅需在他的工作基础上做二次研发即可。而除此之外，邱勇还同时担负着其他的客户项目研发工作。有时候他感叹自己的工作量真的太大了，“当年我从另一个公司离职时，需要有五个人来接我的活，我现在干的活可能是别的公司十个人或者几十个人在干的活。” 

金橙子科技的软件研发技术灵魂邱勇是一个自学成才极富天赋的编程员，也是一个勤奋至极的企业创始人，也许这在一定程度上影响到了金橙子科技的企业气质——踏实而富于活力。近年来国家不断鼓励工业转型升级，以科技创新驱动经济发展。金橙子科技自创始以来，专注于核心专利技术研发，脚踏实地，仰望星空。这样一家专注于控制软件开发的公司，必定有利于在产业竞争中占领高地，推动中国3D打印产业发展，因为所有3D打印硬件、软件的集成离不开一个好的“大脑”的精密调度。

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