10 восходящих звезд в оборудовании для 3D-печати из металла

3D-печать металлом вступила в уникальный период в своей истории. Развитие оборудования, программного обеспечения и материалов гарантирует, что он продолжает развиваться, чтобы открывать новые приложения и создавать продукты с высоким уровнем надежности.

Сегодня мы запускаем серию статей, посвященных инновационным компаниям, занимающимся аддитивным производством металлов (AM), начиная с аппаратного обеспечения.

По мере развития 3D-печати металлом на рынок выходят новые производители оборудования, чтобы решать текущие задачи с помощью новых процессов или творческого подхода к уже существующим.

Мы составили список компаний, которые недавно коммерциализировали перспективные металлические технологии AM или планируют сделать это в ближайшее время, чтобы узнать, кто, наряду с хорошо зарекомендовавшими себя игроками, будет определять будущее. 3D печати металлом.

Laser Powder Bed Fusion

Технология Laser Powder Bed Fusion (PBF) остается одним из самых популярных и передовых процессов обработки металлов давлением. Но с учетом проблем, связанных с высокой стоимостью оборудования, низкой скоростью печати и ограничениями, вытекающими из проприетарных систем, есть огромные возможности для улучшения.

Несколько компаний на рынке PBF, похоже, решили некоторые из этих проблем с помощью более быстрых, открытых и более гибких металлических систем PBF.

1. Лаборатория Аврора

Хотя перспектива 3D-печати металлических деталей со скоростью 1 тонна металла в день может показаться слишком хорошей, чтобы быть правдой, австралийский производитель металлических 3D-принтеров, Aurora Labs, похоже, намерен добиться именно этого.

С 2014 года компания Aurora Labs разрабатывает новую технологию 3D-печати металлом, которая позволяет выполнять 3D-печать металлом на гораздо более высоких скоростях. Впервые представленная на Formnext 2018 технология многоуровневой параллельной печати (MCP ™) основана на знакомой технологии сплавления в порошковой подложке, но имеет особую особенность.

В отличие от традиционных технологий порошковой печати, которые позволяют печатать один слой за другим. время, MCP печатает несколько слоев одновременно за один проход.

Так как же работает эта технология? Технология MCP имеет два ключевых элемента:сетчатый механизм повторного нанесения покрытия и несколько лазерных лучей. Когда начинается печать, устройство для повторного нанесения покрытия, которое имеет несколько бункеров, скользит по печатной платформе, причем каждый бункер наносит разные слои порошка за один проход.

Когда один слой наносится, он плавится. лазер, проникающий в порошок через специальные зазоры в устройстве для повторного нанесения покрытия. Во время этого же прохода последующие слои наносятся и последовательно соединяются лазером.

По сути, это означает, что за один проход можно печатать несколько слоев, что значительно ускоряет процесс печати. ​​

В сентябре прошлого года Aurora Labs сообщила, что ее 3D-принтер RMP1, основанный на технологии MCP, достиг скорости печати 350 кг в день - значительный рубеж по сравнению с примерно 15 кг в день, которые система могла печатать. в сентябре 2018 года.

Учитывая эти улучшения, Aurora Labs имеет все возможности для вывода на рынок одной из самых быстрых систем PBF для металлов, которая потенциально может конкурировать с традиционными производственными процессами с точки зрения времени и стоимости.

2. Открыть добавку

В то время как многие известные производители 3D-принтеров предлагают проприетарные системы, лишь несколько компаний решили использовать подход открытых систем.

Одной из таких компаний является Open Additive, дочерняя компания Universal Technology. Company (UTC) с целью разработать промышленное решение, которое могло бы соответствовать различным средам и потребностям.

Именно поэтому компания разработала доступную лазерную систему PBF под названием 3D-принтер PANDA с ​​множеством настраиваемых опций, от открытой архитектуры машины и материалов до открытых параметров и сенсорной технологии.

Open Additive считает, что одним из ключевых преимуществ использования открытых систем является то, что компании могут снизить риск устаревания, добавляя дополнительные возможности или корректируя систему по мере развития новых, передовых технологий.

Такой открытый подход к оборудованию и материалам сегодня не особенно распространен в AM, но отрасль становится все более восприимчивой к таким разработкам. Благодаря усилиям, подобным усилиям Open Additive, мы приближаемся к видению гибкой настраиваемой аддитивной технологии, которая дает компаниям гораздо больше возможностей для внедрения инноваций.

3. Sharebot

Мир 3D-печати металлом начального уровня быстро растет, и запуск 3D-принтера MetalONE от Sharebot является еще одним примером этой тенденции.

Поскольку в портфолио компании входили ключевые процессы 3D-печати из пластика, переход Sharebot на металл был лишь вопросом времени.

В случае с MetalONE машина является результатом проекта, который произошел от машины Sharebot SnowWhite SLS для порошков термопластов, которую компания запустила четыре года назад.

Дебютировавшая в прошлом году, машина отличается довольно миниатюрными размерами 65 x 65 x 100 мм. Но, несмотря на свою небольшую площадь, система ознаменовала собой значительный шаг вперед для компании.

По цене ниже 120 000 долларов, MetalONE находится в той же ценовой категории, что и другие металлические 3D-принтеры начального уровня, такие как Xact Metal XM200. и ORLAS Creator от OR Laser, оба основаны на технологии PBF.

Все такие системы идеально подходят для тестирования материалов или конструкций деталей перед масштабированием до более крупных машин PBF, но также могут подходить для небольших ювелирных изделий и стоматологического производства.

Приятно видеть, как Sharebot, которая начинала как разработчик базовых настольных 3D-принтеров, постепенно расширила свой ассортимент до более профессиональных полимерных 3D-принтеров, и после многих лет исследований пришла к своему первому металлический 3D-принтер.

Компания Sharebot, стремящаяся сделать 3D-печать металлом более доступной для малых и средних компаний, готова использовать свою уже хорошо развитую экосистему, чтобы выйти на новый рынок доступного прототипирования металла и разработки продуктов.

Прямое распределение энергии

Особенно много разработок в области прямого энергетического осаждения (DED). Эта технология использует сфокусированный источник тепла для плавления металлического порошка или проволоки, поскольку он добавляется на платформу сборки.

Все чаще появляются производители оборудования DED, и одной из особенно интересных областей разработки является добавка Wire Arc Additive. Производство (WAAM). Ниже мы рассмотрим некоторых перспективных производителей оборудования в области WAAM и порошковых процессов DED.

4. WAAM3D

По состоянию на 2020 год рынок WAAM остается небольшим, и некоторые компании активно развивают эту технологию 3D-печати на металле.

WAAM3D, пожалуй, одно из менее известных имен в этой области, но компания провела обширное исследование, прежде чем принять решение о выпуске своей технологии на рынок.

WAAM3D была основана в 2018 году с целью коммерциализации интеллектуальной собственности Крэнфилдского университета в области WAAM.

По данным компании, отсутствие цепочки поставок, а именно программных инструментов, оборудования, разработанного WAAM, сырья, обучения и услуг, препятствует заслуженному промышленному внедрению процессов WAAM, несмотря на доказанные преимущества для бизнеса. .

Компания стремится создать такую ​​цепочку поставок и продвигать использование WAAM в аэрокосмической и оборонной, нефтегазовой, энергетической и ядерной отраслях.

На данный момент WAAM3D опубликовал несколько успешных приложений своей технологии. Один из них - это титановая деталь, сосуд высокого давления длиной 1 м, который был изготовлен для Thales Alenia Space. Используя WAAM для производства этого компонента, команда сэкономила более 200 кг материала на единицу и смогла объединить две части судна в одну.

Ранее в этом году WAAM3D завершила свою первую серию A раунд финансирования, который позволит компании продолжить коммерциализацию технологии WAAM.

5. AML3D

AML3D - еще одна компания, основание которой было вдохновлено Крэнфилдским университетом. Управляющий директор AML3D, Эндрю Сэйлз, учился в Cranfield и, очарованный потенциалом этой технологии, в 2014 году основал сервисное бюро WAAM в Австралии.

В 2019 году компания получила сертификат от глобального органа по аккредитации судоходной отрасли. Регистр Ллойда. После получения сертификата AML3D поставила морскому заказчику свою первую деталь:набор щелевых колец из мартенситной нержавеющей стали.

Ранее в этом году AML3D также сообщила, что готовит поставку своего первого 3D-принтера на базе WAM под названием Arcemy для компании ST Engineering, лидера в области аэрокосмической и оборонной промышленности. Система Arcemy сочетает в себе сварку, проектирование программного обеспечения САПР и робототехнику для производства крупноформатных и полностью плотных металлических деталей промышленного качества.

AML3D ожидает, что ее технология 3D-печати принесет пользу, в частности, морскому сектору. , помогая сократить время выполнения заказа и облегчить судостроение и ремонт.

6. Добавка Big Metal

Идея продвижения широкоформатной 3D-печати. также послужил вдохновением для создания Big Metal Additive (BMA). Этот стартап разработал метод АМ с подачей проволоки, основанный на дуге, для создания больших и сложных конструкций из алюминия.

С объемом сборки более 15 кубических футов и скоростью наплавки до 5 фунтов (около 2,27 кг) в час, машина BMA оптимизирована для изготовления ферм, автомобильных шасси, корпусов, инструментов и приспособлений, балок и архитектурных элементов.

Еще одним отличительным признаком системы BMA являются материалы. Большинство металлических 3D-принтеров работают только со специальными сплавами, которые легко плавятся и затвердевают. Big Metal использует восемь коммерческих сплавов для дуговой сварки алюминия, которые намного дешевле. Компания также планирует добавить в будущем нержавеющую и инструментальную сталь, суперсплавы и титан.

«Мы хотим, чтобы процесс, который мы разработали, получил широкое распространение. Мы хотим, чтобы это было повсюду, от магазинов хот-родов до мастерских по ремонту и разработке прототипов », - сказал основатель и президент компании Слейд Гарднер в интервью ASME.

Планы компании кажутся действительно амбициозными, но вполне естественными. для компании, стремящейся внедрить металлический AM в сферу широкоформатного производства.

7. Группа CHIRON

Несколько месяцев назад компания CHIRON GROUP, мировой производитель оборудования с ЧПУ, совершила набег на мир AM, разработав свой первый 3D-принтер DED - AM Cube.

Но что вообще привело к такому большому шагу в сфере 3D-печати?

Добавляя технологию AM в свой продуктовый портфель, CHIRON стремится предоставить полный пакет производственных решений. AM Cube, ориентированный на большие и сложные компоненты, расширяет существующие основные направления деятельности компании, которые сосредоточены на обработке металлов и автоматизации.

Система предназначена для применения в аэрокосмической, энергетической, инструментальной и других отраслях. Система позволяет печатать детали почти чистой формы, а также покрывать и ремонтировать компоненты.

Одна интересная особенность AM Cube - его модульность. 3D-принтер разработан таким образом, чтобы можно было заменить до трех печатающих головок во время активного процесса печати или нанесения покрытия.

Кроме того, Chiron позаботился о возможности использования проволоки и порошка, чтобы повысить гибкость машины. Это связано с тем, что порошковое покрытие - это широко используемый процесс во многих промышленных условиях, в то время как проволочный DED обеспечивает лучшие характеристики безопасности и сокращение количества отходов.

Сейчас CHIRON создает предприятие, где будет использовать свой новый 3D принтер для производства более крупных компонентов с длительными сроками поставки и высокими ценами на материалы.

8. Формаллой

Formalloy существует с начала 2016 года, но за эти 4 года компания 3D-печати металлом DED сделала себе имя.

Отмеченная наградами технология Formalloy, как говорят, иметь возможность печатать с одним из самых полных списков металлических сплавов на рынке. Кроме того, его системы DED оснащены лазерной технологией синего света для создания деталей почти чистой формы диаметром от 1 мм до 1 м со скоростью наплавки до 15 фунтов в час.

Последняя система компании серии X также оснащена питателями порошка Formfeed, которые позволяют выполнять 3D-печать с градиентными / биметаллическими структурами.

В связи с растущей тенденцией к внутрипроизводственному мониторингу, Formalloy внедрил технологию управления с обратной связью в серию X, что позволило системе контролировать качество и точность сборки в режиме реального времени.

Благодаря своей способности производить крупные компоненты и ремонтировать их детали, 3D-принтеры Formalloy были приняты такими организациями, как НАСА, в серии научно-исследовательских проектов по исследованию масштабируемости широкоформатных AM.

Разрабатывая решения, направленные на снижение затрат и гибкость материалов, Formalloy стремится захватить часть рынка DED, которая только сейчас становится все более загруженной технологической категорией.

Фотополимеризация металлов

9. Наковальня

Incus GmbH, дочерняя компания Lithoz, австрийского производителя керамических 3D-принтеров, представила свой новый процесс 3D-печати методом фотополимеризации металлов на выставке Formnext в 2019 году.

Основа технологии, лежащей в основе его нового 3D-принтера. о методах полимеризации в чане, таких как SLA и DLP, в которых используются жидкие полимерные материалы. Incus, с другой стороны, разработал процесс, который позволяет отверждать фотореактивный материал с металлическим наполнителем с помощью мощного светового проектора. Детали, напечатанные на 3D-принтере с использованием этой технологии, должны пройти процесс удаления связующего и спекания для достижения своих окончательных свойств.

Потенциальные преимущества этого процесса по сравнению с другими методами обработки металлов давлением включают возможность работы с новыми «несвариваемыми» металлами, улучшенными безопасность (благодаря предотвращению попадания порошков в воздух), повышенная точность и, поскольку она основана на легкости, более высокая скорость сборки.

Технология была представлена ​​на рынке в конце 2019 года в рамках серии 3D-принтеров Hammer и сейчас работает для нескольких клиентов бета-версии. Incus продолжает совершенствовать свои технологии и стремится открыть для себя больше приложений в медицинской, автомобильной, аэрокосмической и ювелирной отраслях.

Обработка материалов

10. Тритон

Почти все процессы 3D-печати сосредоточены на печати реального объекта, за одним исключением - 3D-печать форм для литья.

Израильский стартап Tritone разработал уникальную технологию MoldJet, которая искажает идею обычного процесса 3D-печати:вместо 3D-печати желаемого объекта 3D-принтер Tritone сначала создает форму, а затем заполняет ее. нанесите металлическую или керамическую пасту, а прецизионное лезвие удалит излишки материала, оставив гладкий слой.

Затем материал проходит этап термической обработки для его отверждения, после чего проводится проверка для анализа качества слоя. После завершения детали вынимаются из лотка и помещаются в ультразвуковую ванну, которая растворяет материал формы, оставляя прочную зеленую деталь, готовую к заключительному этапу спекания.

Одно из ключевых преимуществ использования MoldJet По сравнению с другими процессами 3D-печати, это возможность использовать стандартные порошки для литья под давлением металла (MIM), что может снизить затраты на материалы. MIM-материалы универсальны и широко доступны повсюду по ценам сырьевых товаров.

Кроме того, Tritone заявляет, что детали могут обеспечивать плотность до 99% с качеством, аналогичным деталям MIM.

В настоящее время Tritone занимается дальнейшей разработкой и тестированием машины на базе технологии MoldJet. Будет интересно увидеть, как новая технология будет встречена на рынке, когда компания начнет коммерциализацию своего металлического 3D-принтера, запуск которого запланирован на конец этого года.

Современное оборудование для 3D-печати на металле

3D-печать металлом сегодня является одной из самых быстрорастущих технологий, и одной из причин этого роста является ее постоянное развитие.

Новые производители оборудования, присоединяющиеся к индустрии AM, являются одной из движущих сил этой эволюции, поскольку они стремятся разработать процессы, позволяющие преодолеть проблемы уже существующих машин.

Растущая конкуренция на рынке 3D-печати металлом способствует инновациям. Однако, чтобы максимально использовать инновационное металлическое оборудование AM, оно также должно поддерживаться достижениями в других областях, таких как разработка материалов и программного обеспечения.

Только создав экосистему, которая поддерживает надежное и повторяемое использование металлической 3D-печати, как стартапы, так и более авторитетные компании могут превратить металлический AM в ценное производственное решение.

Следите за обновлениями в нашей следующей статье, в которой мы рассмотрим восходящих звезд в области металлических материалов для 3D-печати.