2018년의 Arevo:연속 섬유 3D 인쇄 부품의 산업화 생산

모든 이미지의 출처:Arevo.

CW 2014년부터 Arevo(미국 캘리포니아주 산타클라라)를 취재했습니다. 고성능 열가소성 폴리머 를 사용하는 것으로 유명합니다. 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리에테르이미드(PEI) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 포함한 이 회사는 또한 3D 인쇄를 위한 폐쇄 루프 로봇 제어 개발의 리더였습니다. , z 방향으로 광섬유 배치 가능 3D 곡선을 따라. 회사에 신규 목록이 있습니다. 레이저 가열을 사용한 직접 에너지 증착(DED) 공정을 포함한 개발 생산 속도가 100배 증가합니다.

신임 CEO 및 B 시리즈 자금 조달

Jim Miller는 3개월 전에 CEO로 Arevo에 합류했습니다. 그는 초기 Amazon 직원이었고 Google에서 8년을 보냈으며 가장 최근에는 전 세계 운영 부사장을 역임했습니다. Miller는 "사실 저는 경력의 대부분을 젊은 회사의 성장을 돕는 데 보냈습니다"라고 말합니다. 응용 프로그램입니다.”

이 회사는 또한 시리즈 B 파이낸싱을 완료하여 라운드를 주도하는 Asahi Glass Co.(AGC, Tokyo, Japan)와 함께 1,250만 달러를 모금했습니다. Miller는 “그들은 세계 최대의 자동차 유리 생산업체입니다. “그들은 자동차 산업에서 좋은 관계를 유지하고 있으며 새로운 복합 기술 에 대한 큰 기회를 보고 있습니다. 자동차 애플리케이션에서 .” 다른 투자자로는 In-Q-Tel(미국 버지니아주 알링턴), Sumitomo Corporation(일본 도쿄) 및 Leslie Ventures가 있습니다. Miller는 Sumitomo 일본 최대 대기업 중 하나이자 석유 및 가스 기술의 선두주자인 , 산업 활동 전반에 Arevo의 3D 프린팅 기술을 적용하는 데 관심이 있습니다. , 건설, 운송, 기반 시설 및 에너지를 포함합니다.

Arevo의 DED(직접 에너지 증착) 제조 셀은 산업용 로봇, 레이저 가열 기능이 있는 프린트 헤드 및 회전식 빌드 플랫폼으로 구성됩니다. 프린트 헤드(자동 절단 및 재시작 중 오른쪽 참조)에는 현장 검사를 위한 열 관리 장비와 비전 시스템이 포함됩니다. 출처:아레보.

열가소성 복합 재료의 산업적 생산

“우리의 새로운 제조 셀은 표준 산업용 로봇을 사용합니다. , 회전 빌드 플랫폼 및 가열용 레이저 "라고 Miller는 설명합니다. "우리는 이 과정을 직접 에너지 증착이라고 부릅니다. (DED).” 레이저 안전 제조 셀 내부에는 독점적인 열 관리 기능이 있는 프린트헤드 엔드 이펙터가 있는 로봇 장비, 맞춤형 전자 제품 및 비전 시스템 현장 검사 가능 . Miller는 "프로세스는 대부분 수동/소등입니다. "이 새로운 세포는 생산 속도를 100배 이상 증가시킵니다." 최고 기술 사무소 Wiener Mondesir는 다음과 같이 덧붙입니다. “레이저는 무한한 에너지를 제공합니다. 우리는 이를 제어하고 산업 생산 속도를 달성하기 위해 더 빠르게 진행할 수 있습니다.” 그러나 Miller는 다음과 같이 지적합니다. "우리는 4분의 1 비용으로 복잡한 구조용 복합 재료를 제작하기 때문에 기계가 얼마나 빨리 움직일 수 있는지 또는 얼마나 많은 재료를 적용할 수 있는지가 문제가 아닙니다. 전통적인 복합 재료의."

전통적인 복합 재료 제조 — Arevo의 DED 공정을 통해 기존 복합재 비용의 1/4로 연속 섬유 강화 열가소성 복합재 부품을 생산할 수 있다고 합니다. (1m 크기의 부품을 기준으로 계산합니다.)

“우리는 경제적으로 실행 가능한 대규모 열가소성 복합 부품 제작을 추구하고 있습니다. "라고 Miller는 말합니다. "우리는 비전통적인 복합 재료의 관점에서 이 제조에 접근합니다." 그러나 프린트 헤드는 압축 기능을 통합하고 부품은 여전히 ​​전통적인 복합 재료 품질 요구 사항을 준수합니다. "우리는 공극 함량이 1% 미만인 열가소성 복합 부품을 얻을 수 있습니다. "라고 Miller가 증명합니다. "Arevo는 공정을 지속적으로 개선하고 있으며 가까운 장래에 기본 구조 요구 사항에 대한 기계적 특성을 충족할 것입니다."

패스파인더 소프트웨어

위에서 Miller가 언급한 "전통적이지 않은 합성물 관점"의 일부는 디지털 설계 및 프로세스 소프트웨어에 대한 Arevo의 투자입니다. “전체 워크플로를 접었습니다 "라고 Miller는 말합니다. "부품에 대한 완전한 3D 분석을 제공하고 첨가 FEA를 사용하여 최적화된 섬유 방향을 개발할 수 있습니다. (AFEA) 모듈. 우리의 많은 성공은 소프트웨어 및 부품 생산 시뮬레이션에 의해 주도되고 있습니다. 우리는 프로세스 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 컴퓨터 생성 설계를 실행하고 온도, 인쇄 경로, 뒤틀림을 포함한 프로세스 매개변수를 보여줍니다. 및 인쇄물의 수축 , 뿐만 아니라 잔류 응력. 이를 통해 우리는 매우 높은 품질의 부품을 생산하기 위해 프로세스를 실제로 이해하고 최적화할 수 있습니다.”

그는 Arevo의 소프트웨어에 대한 증언은 제조된 부품 속성이 시뮬레이션된 속성의 5% 이내이며 Miller는 기본적으로 테스트 측정 오류 한계 수준까지라고 말합니다. 그는 Arevo도 머신 러닝을 사용하고 있다고 덧붙입니다. 독특한 방식으로.

가능성 입증

불과 한 달 전, Arevo는 세계 최초의 3D 인쇄 자전거라고 믿는 것을 선보였습니다. Sea Otter 이벤트(4월 19일~22일, 미국 캘리포니아 몬터레이). Miller는 "우리의 목표는 우리 소프트웨어와 프로세스가 달성할 수 있는 것을 입증하는 것이었습니다."라고 설명합니다. "우리는 콜로라도에 기반을 둔 산업 디자인 회사인 Studio West와 협력하여 캔틸레버 자전거 프레임 디자인을 개발했습니다. .” 그는 Studio West가 일부 최고의 제조업체와 협력하여 자전거 업계에서 잘 알려져 있다고 말합니다. "처음에는 매우 전통적인 프레임 디자인을 제공했습니다."라고 Miller는 말합니다. “하지만 우리는 Arevo가 새로운 방식으로 연속 섬유를 적용할 수 있는 방법을 보여주고 싶었습니다. , 그래서 우리는 다양한 반복을 통해 그들과 계속 작업했습니다.” 그는 Arevo 팀이 자전거 프레임의 강성과 굴곡을 최적화하는 동시에 적층 제조 기술로 가능한 새로운 미학을 보여주기를 원했다고 덧붙였습니다. Miller는 “우리는 매우 독특한 자전거 디자인을 완성했습니다. 자전거 프레임은 연속 12K ​​CF 견인으로 만들어집니다. 및 피크 그러나 Miller는 나일론을 사용하는 것도 가능하다고 말합니다.

Arevo의 3D 프린팅 CF 합성 자전거 프레임은 전기 자전거, 화물 자전거, 리컴번트, 3륜, 아동용 자전거, 팻 바이크, BMX, 크루저 및 더. 출처:아레보.

자전거 프레임은 Arevo가 복합 재료 적층 제조에서 달성하고 있는 유일한 예가 아닙니다. “소규모 로봇 공학 회사는 대형 프레임 로봇을 만들고 있습니다. 경량화를 돕고 있습니다. 전통적인 재료 비용의 극히 일부에 불과합니다.”라고 Mondesir는 말합니다. Arevo는 또한 임펠러 및 프로펠러 적용을 강조합니다. , 보고된 혜택은 다음과 같습니다.

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재고 비용 관리를 위한 주문형 생산

금속 구조에 비해 더 높은 효율성

서비스 환경에 대한 탄력성

복잡한 형상은 기존 제조 방식으로는 불가능합니다.

산업 생산으로 가는 길

Miller는 2018년의 첫 번째 목표가 8개의 DED 제조 셀을 설치하고 생산 부품 백로그를 처리할 수 있는 용량을 구축하는 것이라고 말했습니다. . 그는 “올해부터 제품을 대량으로 출하할 것”이라고 단언했다. 이 회사는 또한 주요 애플리케이션 및 제품 개발에 대해 전략적 고객과 협력하고 있습니다. "우리의 세 번째 주요 초점은 증착 프로세스를 계속 개선하는 것입니다. 속도 향상 품질과 수율을 유지하면서"라고 Miller는 말합니다. “우리는 다양한 섬유와 견인 크기를 가진 부품도 시연할 것입니다. .” 그는 DED 프로세스가 최대 24K 토우까지 다양한 토우 모양과 직경을 처리할 수 있다고 말합니다. "PEKK, PAEK, PPS는 물론 유리 및 아라미드 연속 섬유로도 인쇄할 수 있습니다."라고 Miller는 덧붙입니다.

다기능 복합 구조용 와이어 및 광섬유로 인쇄하는 것은 어떻습니까? ? "그것은 본질적으로 우리에게 또 다른 섬유가 될 것입니다."라고 Miller는 말합니다. 이 기능의 시연은 지금까지 실험실에서 이루어졌습니다. "우리는 지적 재산을 검토하고 있으며 이 분야에서 지속적인 R&D를 진행하고 있습니다."라고 그는 덧붙였습니다.

“여러 개의 견인 장치 및/또는 테이프를 사용하는 것을 방해하는 것은 없습니다. "라고 Miller는 주장합니다. “그리고 실제로 한계가 없습니다. 우리가 인쇄할 수 있는 크기. 우리는 항공우주 회사를 위해 2.5m x 1.5m 부품을 만들고 있으며 여러 로봇을 함께 사용하는 방법도 검토하고 있습니다. . 이 회사는 고품질 표면을 생산하기 위해 마감 처리와 같은 2차 작업을 통합할 수 있는 모듈식 DED 제조 셀을 개발했습니다.

또한 모든 산업용 로봇에 프린트 헤드를 장착할 수 있으므로 당사 기술을 기존 프로세스에 통합할 수 있습니다. 또는 완전히 새로운 프로세스." 그는 Arevo가 “프린터 사업은 아니지만 이러한 적응력은 몇 가지 기회를 열어줍니다. 회사는 55개의 특허를 보유하고 있습니다. 발행, 보류 또는 신청 처리 중입니다.

제너레이티브 디자인은 어떻습니까? Arevo는 스스로를 설계 및 제조에 대한 이 새로운 접근 방식을 실현하는 데 도움을 주는 플레이어로 보고 있습니까? Miller는 "제너레이티브 디자인은 제조하기 어려운 디자인으로 끝날 수 있고 비용이 증가할 수 있기 때문에 우리가 하는 일과 매우 다릅니다."라고 대답합니다. "우리의 접근 방식은 제조 최적화를 포함하는 것입니다. 앞으로.”