Интервью с экспертом:генеральный директор Fortify Джош Мартин о своей технологии производства цифровых композитов

[Изображение предоставлено:Fortify]

Fortify - это стартап из Бостона, который разработал новый подход к композитной 3D-печати. Этот подход сочетает совмещение магнитов композитов с технологией цифровой обработки света (DLP), позволяя пользователям изготавливать высококачественные композитные детали, которые в противном случае было бы невозможно изготовить.

Технология под названием Fluxprin t ™ , поддерживает платформу Fortify Digital Composite Manufacturing (DCM). Платформа в первую очередь нацелена на то, чтобы позволить компаниям производить надежные инструменты, такие как формы для литья под давлением и детали конечного использования.

В сегодняшнем интервью к нам присоединился генеральный директор Fortify доктор Джошуа Мартин, чтобы узнать больше о захватывающей технологии Fortify и обсудить, что является движущей силой развития композитной 3D-печати.

Не могли бы вы рассказать мне немного о Fortify?

Fortify - это бостонская компания по производству аддитивов, которая выводит на рынок платформу следующего поколения для композитной печати. ​​

В Fortify мы фокусируемся на сочетании производительности, которую вы получаете от армированных волокном материалов, с разрешением, которое вы обычно получаете ожидайте от фотополимерных технологий, таких как SLA и DLP.

Мы основали компанию, потому что устали выбирать между формой и функцией. Традиционно существовал компромисс между наличием прототипа, который выглядит как настоящий, но, как правило, с плохой производительностью, или частью, которая является функциональным прототипом, но очень далека от завершения производства. - готовый материал.

В Fortify мы уверены, что химия полимеров сама по себе может охватить лишь небольшую часть площади, необходимой для инженерных приложений. Что касается фотополимеров, многие базовые материалы практически не изменились за последние несколько десятилетий. В течение последних 25–30 лет он в значительной степени базировался на одной и той же химии, хотя в последние пять лет или около того ситуация улучшилась.

Fortify представляет технологию, которая позволяет нам заполнять химические составы с высоким разрешением армирующими добавками, имея решающее преимущество - возможность контролировать выравнивание армирующих частиц.

Если вы посмотрите на все существующие технологии 3D-печати, платформы на основе SLA / DLP продвинулись дальше всех с точки зрения качества поверхности и точности деталей, когда они выходят из принтера.

Мы разработали методику, которая позволяет нам магнитно ориентировать волокна в текучей среде. Детали, которые мы печатаем, по сути, представляют собой композиты с самым высоким разрешением, произведенные на сегодняшний день. По сравнению с другими формами аддитивных композитов, вы обычно полагаетесь на силы сдвига для выравнивания частиц и оптимизации прочности. Однако сдвиг - это не всегда самая легкая направленная сила, которую можно контролировать.

С помощью магнитной сборки мы можем управлять несколькими свойствами, такими как прочность, жесткость, теплопроводность в трех измерениях в каждом вокселе.

Это то, что составляет вашу платформу для производства цифровых композитных материалов (DCM)?

да. Платформа DCM - это все, что позволяет нам настраивать оптоволоконную архитектуру для оптимизации ее производительности. Это касается оборудования, программного обеспечения и материалов.

Специальная технология магнитного выравнивания называется Fluxprint . ™ , который больше относится к приложению магнитных полей к области построения для ориентации магниточувствительного материала.

Какие отрасли и приложения лучше всего подходят для вашей технологии?

У нас есть стратегия развертывания, которая позволяет нам сначала извлечь выгоду из инструментального пространства, поскольку мы работаем над определенными требованиями к сравнительному анализу для производства деталей конечного использования

Что касается инструментов, нашим конкурентным преимуществом является то, что мы можем предоставить тот же уровень разрешения, который вы ожидаете от фотополимерной технологии, с возможностью выдерживать температуры, близкие к 300 ° C, при сохранении лучших в своем классе прочности и жесткости.

Мы очень готовы изменить рынок литья под давлением, где инвестиции в инструментальную оснастку значительны, а ее изготовление занимает много времени. Рынок литья под давлением в последнее десятилетие или около того был наполнен другими решениями, которые не решают проблему производительности и разрешения. Мы можем напечатать за час, тогда как традиционный поиск того же инструмента может занять 10 недель.

Мы активно продвигаемся на рынок, потому что наши инструменты могут обрабатывать значительно больше снимков и циклов, чем конкурирующие решения. Вскоре мы сможем продемонстрировать, как они могут справиться с мелкосерийным производством дорогостоящих приложений.

Тем не менее, у нас есть несколько активных проектов, которые откроют производство конечных деталей с использованием платформы DCM. . Наша технология позволяет нам улучшать физические свойства, помимо прочности и жесткости, например, предоставлять детали с высокими эксплуатационными характеристиками с такими сертификатами, как FST (воспламеняемость, дымность и токсичность).

Мы считаем, что будущее внедрения аддитивного пространства зависит от открытия палитры материалов для охвата приложений, которые в настоящее время решаются с помощью стандартного набора полимеров. Конечно, необходимы стоимость и производительность, и нет лучших примеров достижения надлежащих результатов, чем технологии на основе фотополимеров.

Как вы оцениваете текущее состояние композитной 3D-печати и как эта технология развивается?

Что интересно, если вы посмотрите на индустрию 3D-печати за последние 10 лет и области, в которые компании вкладывают средства, она очень асимметрична.

Я имею в виду, что буквально миллиарды долларов идут в компании по 3D-печати полимером и компании по 3D-печати металлом. Совсем недавно компания Carbon объявила, что получила еще 260 миллионов долларов финансирования. Одна только эта компания за шесть лет привлекла более 600 миллионов долларов.

В области композитных материалов, возможно, есть пять компаний, которые действительно используют технологии и производят детали в этом сегменте, например Markforged, Arevo, Continuous Composites и Impossible Objects. Но одна только компания Carbon, которая является одной из примерно 150 компаний в области полимерной 3D-печати, собрала больше денег, чем все компании, занимающиеся композитной 3D-печатью вместе взятые.

Когда вы посмотрите, как это разовьется, вы поймете, что имеют значительно больше долларов, вкладываемых в 3D-печать из полимеров и 3D-печать металлов, по сравнению с композитами. Но если вы посмотрите на рыночные возможности пластмасс, металлов и композитов, они очень похожи. Все они во всем мире составляют более 300 миллиардов долларов.

У вас есть огромный рынок полимеров, на котором, например, происходит вытеснение литья под давлением, и у вас есть огромный рынок металлов, где у вас вытеснение резка металлов, литье металлов и литье металлов под давлением для некоторых применений.

Тогда у вас есть огромный рынок композитов, который включает ручную укладку, литье под давлением, пластмассы с волокном и так далее.

Они все огромные. Но вложения в 3D-печать в значительной степени идут в более старые технологии, такие как экструзия термопластов и световые процессы.

Тем не менее, композитное пространство, возможно, является новейшим сегментом в 3D-печати. С этим связаны проблемы, но есть и много возможностей.

По нашему мнению, большинство компаний в композитной промышленности до сих пор были сосредоточены на технологиях, основанных на экструзии, таких как FDM. Проблема в том, что это, в первую очередь, не позволяет обойти некоторые из основных недостатков FDM, которые могут быть плохой чистотой поверхности и анизотропией - когда у вас есть материал, который в 10 раз прочнее в одном направлении, чем в другом.

Для этого будут очень сильные приложения, но я думаю, что в композитном пространстве ищу способы достичь лучших уровней изотропии, предсказуемости, лучшего контроля и производительности, которые не просто продиктованы за счет максимизации силы в паре направлений, будет ключевым.

Наша миссия в Fortify - обеспечить 3D-печать с высокой производительностью, используя материалы, которые обычно необходимо разрезать или производить традиционными способами.

Есть, например, множество материалов, которые традиционно либо собираются вручную, либо из огромных очень дорогих блоков, а затем обрабатываются механической обработкой, чтобы получить деталь. Мы встраиваем в нашу платформу эти типы материалов, чтобы вы могли напрямую печатать их на 3D-принтере.

Почему отрасли понадобилось столько времени, чтобы признать композиты прекрасной возможностью для 3D-печати?

Это очень хороший вопрос. Я думаю, что во многом это связано со зрелостью рынка покупок. Другими словами, в период с 2000 по 2014 год отрасль находилась в таком состоянии, когда было гораздо меньше висящих плодов, которые нужно было схватить.

Когда Formlabs представила Form1, это был первый настоящий настольный 3D-компьютер с высоким разрешением. принтер по этой цене. Это то, что удалось уловить их бренду. Сейчас от 10 до 100 компаний пытаются сделать то же самое.

Если вы посмотрите на Markforged, они выпустили первый композитный 3D-принтер в 2014 году. С другой стороны, FDM существует уже несколько десятилетий, а SLA существует с тех пор, как Чак Халл изобрел его еще в 80-х.

Промышленность не обязательно была готова к внедрению композитных материалов, потому что она все еще учится применять 3D-печать в целом. Существует множество препятствий с точки зрения дизайна и тестирования, на устранение которых требуется время.

Есть причина, по которой композиты традиционно использовались только в очень высокопроизводительных и очень дорогих приложениях. такие как аэрокосмические компоненты или высококачественное рекреационное оборудование, такое как автомобильные детали и велосипеды.

Если вы посмотрите на цикл ажиотажа Gartner, то сейчас мы находимся на той стадии, когда приложения в промышленной сфере действительно начинают становиться все более популярными.

Общий подход заключался в том, чтобы попытаться внедрить 3D-печать повсюду. Теперь этот взгляд изменился, и теперь мы уделяем больше внимания специализации. Отрасль в целом становится все более специализированной, чтобы объем технологий действительно соответствовал потребностям конкретных приложений. Больше усилий направлено на решение очень конкретных проблем, и именно здесь композиты действительно полезны.

Если смотреть на индустрию AM в более общем плане, как вы видите ее развитие в следующие пять лет?

Если вы участвуете в ежегодном цикле отраслевых конференций, вы обычно можете понять, в каком направлении все компании действительно стремятся развить отрасль.

Оглядываясь назад, пять лет назад мы действительно начали слышать разговоры о промышленной печати. Наша цель больше не состояла в том, чтобы довести технологии 3D-печати до потребителя, а в том, чтобы довести их до высокотехнологичных промышленных предприятий, где мы сможем производить «без света».

Такие компании, как Carbon, добились больших успехов, пытаясь добиться этого, хотя впереди еще долгий путь. Я думаю, что одно из направлений, на котором мы будем сосредоточены в течение следующих пяти лет, будет связано с инновациями в оборудовании, программном обеспечении и материалах.

Чтобы быть точным, если вы посмотрите, что фармацевтическая промышленность сделала с пакетной генеалогией, это начинает реализовываться за счет использования машинного обучения.

Идея состоит в том, чтобы отслеживать цифровую цепочку на всем пути от номера партии вашего сырья до всех процессов, которые испытывает материал во время печати, до пост-тестирования и проверки. Это то, к чему 3D-печать должна отнестись более серьезно, потому что она довольно хорошо определена в традиционном производственном пространстве.

Другими словами, в следующие пять лет компаниям нужно будет сосредоточиться на демонстрации высоких уровней повторяемости и надежности.

Причина, по которой удобно использовать различные типы обычных материалов, заключается в том, что если вы закупаете холоднокатаную сталь, вы знаете, чего ожидать с точки зрения свойств и производительности и как с ней работать.

Проблема с 3D-печатью в настоящее время заключается в том, что все еще существует большой разброс. Например, если вы покупаете два одинаковых принтера и печатаете две недели подряд на обоих из них, вы просто собираете образцы для тестирования.

Когда вы тестируете все эти образцы, вы получаете большое облако данных, которое в некоторых случаях может быть повсюду. Итак, вопрос в том, как инженеру следует обеспечивать какой-либо уровень предсказуемости, особенно если он будет использовать эту технологию в большом масштабе.

Таким образом, часть процесса машинного обучения состоит в том, чтобы внедрить высокий уровень повторяемость и позволяет пользователю более легко предсказать, как будет работать производительность.

Какие проблемы необходимо решить отрасли?

В настоящее время существует множество препятствий на пути реализации цели Индустрии 4.0 с помощью 3D-печати. Мы говорим о распределенном производстве, например, о более высокой производительности, высокой воспроизводимости и более низкой стоимости единицы.

Чтобы достичь этих целей, отрасль должна относиться к машинам не как к 3D-принтерам, а как к 3D-принтерам. производственных единиц, и ввести в действие множество сдержек и противовесов, которые были бы в традиционной производственной системе.

Если вы пойдете на Международную выставку производственных технологий (IMTS), это унизительно, потому что их около 140 000 посетителей, и около 90% из них являются представителями традиционного производства. 3D-печать - это всего лишь капля в море.

Вы понимаете, насколько зрелыми являются многие из этих традиционных систем. Мы приходим к этому в том смысле, что теперь машины AM начинают выглядеть и чувствовать себя и иметь тот же уровень входов и выходов, что и в традиционной производственной системе, такой как ЧПУ.

Сколько времени потребуется отрасли, чтобы стать чем-то большим, чем просто небольшой процент от всего производственного рынка? Или вы думаете, что технология должна быть, так сказать, отдельной полосой?

Я думаю, что сравнение размеров отрасли AM с общим рынком производства - не лучший способ взглянуть на нее, потому что отрасль не существует только для того, чтобы заменить литье под давлением или ЧПУ. Было бы обидно, если бы цель была просто такой.

Особое внимание следует уделять новым типам применений и новым видам преимуществ, которые могут быть достигнуты только с помощью присадок.

Это большая часть того, чего мы с нетерпением ждем в Fortify:возможность использовать различные технологии AM для создания очень прочной детали с уникальной геометрией и высокого уровня качества. теплопроводности. Это создаст новые рынки.

Но я думаю, что пройдет некоторое время, прежде чем мы полностью достигнем этой цели - хотя, конечно, это не игра с нулевой суммой.

В этом году Fortify объявил о раунде финансирования в размере 2,5 миллиона долларов. Не могли бы вы немного рассказать о том, что означают эти инвестиции для Fortify в будущем?

Раунд финансирования, о котором мы объявили в январе, был итогом уже закрытого финансирования. По сути, цель состоит в том, чтобы подготовить нашу систему к бета-тестированию и передать ее в руки пользователей, с которыми мы сейчас очень тесно сотрудничаем. Мы только что закрыли еще одну серию A стоимостью 10 миллионов долларов, возглавляемую Accel Partners.

Мы хотим подготовить систему, чтобы наши клиенты, которые платят нам за производство деталей для своих текущих производственных нужд, действительно может использовать это.

Наши первые две системы материалов дали нам хорошие отзывы о рабочем процессе между программным обеспечением и материалами.

Итак, следующий шаг - предоставить возможность инструментария, а затем начать поиск и работу над производством деталей конечного использования для других инженерных систем.

Не могли бы вы подробнее рассказать о своем сотрудничестве с химической компанией DSM? Что это партнерство означает для Fortify и ваших клиентов в будущем?

DSM была первым партнером на нашей платформе открытых материалов. Идея этой платформы заключается в том, что мы не хотим владеть всем, когда дело касается разработки материалов. Мы хотим сосредоточиться на добавках, аппаратных системах и управлении программным обеспечением, чтобы у клиентов было более одного выбора, когда дело доходит до поставщиков.

Когда речь идет о таких компаниях, как BASF, DSM, У компаний Mitsubishi и Henkel есть свои уникальные преимущества и уникальные области применения в области аддитивного производства. И мы хотели бы работать с ними таким образом, чтобы мы могли создавать больше ценности, чем если бы мы просто контролировали всю цепочку поставок.

В частности, с DSM мы ищем способы использовать некоторые из их систем, у которых есть приложения, скрытые под капотом. У них разумная прочность, они могут сохранять прочность и жесткость при температуре около 100 ° C.

Помимо этого, технологическая платформа Fortify может достичь гораздо более высоких уровней прочности, жесткости, сопротивления ползучести и он может работать при более высоких температурах. Это позволит нашим материальным партнерам предоставлять решения для своей существующей клиентской базы, которая не обязательно получает от технологии все, что они хотят.

Для Fortify это здорово, потому что DSM - один из лучших фотополимеров. производители в мире. Мы рады работать с ними. Это отличная группа людей, и вместе мы можем довольно далеко продвинуться с нашими технологиями.

Вы коснулись модели открытых материалов. Как вы думаете, это будущее материалов для 3D-печати?

Если вы посмотрите на компьютерную индустрию 80-х, она была вертикально интегрированной. Например, IBM будет производить память и процессоры, а также будет создавать программное обеспечение и периферийные устройства.

Затем отрасль изменилась. Теперь, если вы посмотрите на то, где он находится сегодня, есть компании, специализирующиеся на каждом из этих сегментов:программное обеспечение, процессоры, микросхемы памяти и так далее. Рынок был разукрупнен.

В некотором смысле индустрия 3D-печати следует по этой траектории, когда традиционные компании, такие как Stratasys и 3D Systems, производят оборудование, разрабатывают программное обеспечение и производят собственные материалы, а это означает, что вы можете покупать только в пределах эта цепочка поставок.

Однако есть много клиентов, которые хотят иметь больше возможностей. Они хотят иметь возможность выбирать, какие материалы использовать, и знают, что есть еще один вариант.

Потребуется время, чтобы стандартизировать модель открытых материалов во всей отрасли.

Что ожидает Fortify в следующие 12 месяцев?

Мы масштабируем команду, чтобы убедиться, что мы можем достичь вех в разработке продукта. Мы быстро набираем сотрудников и хотим еще больше расширить команду, чтобы иметь возможность запускать наши бета-программы где-то с начала до середины 2020 года.

Тогда мы сможем расширить масштабы перевода этой платформы в общую доступность.

Мы чувствуем, что находимся в таком положении, когда можем предоставить технологию в 2021 году. Скорее всего, мы будем искать немного больше капитала в конце 2021 года, чтобы получить систему, изготовленную к концу 2021 года, началу 2022 года.

Впереди много действительно интересной работы. . Мы уже активно взаимодействуем с клиентами.

Если люди заинтересованы в участии на раннем этапе, они могут это сделать. Но у нас нет работы по передаче систем в руки людей, с которыми мы работаем прямо сейчас.

Чтобы узнать больше о Fortify, посетите: https://3dfortify.com