전문가 인터뷰:디지털 복합 제조 기술에 대한 Fortify CEO Josh Martin

[이미지 제공:Fortify]

Fortify는 복합 3D 프린팅에 대한 새로운 접근 방식을 개발한 보스턴에 기반을 둔 신생 기업입니다. 이 접근 방식은 복합 재료의 자석 정렬과 디지털 광 처리(DLP) 기술을 결합하여 사용자가 그렇지 않으면 제조가 불가능한 고품질 복합 부품을 생산할 수 있도록 합니다.

Fluxprin이라는 기술 t™ , Fortify의 디지털 복합 제조(DCM) 플랫폼을 지원합니다. 이 플랫폼은 먼저 기업이 사출 금형 및 최종 사용 생산 부품과 같은 내구성 도구를 생산할 수 있도록 하는 것을 목표로 합니다.

오늘 인터뷰에서는 Fortify의 CEO인 Joshua Martin 박사와 함께 Fortify의 흥미로운 기술에 대해 자세히 알아보고 복합 3D 프린팅의 성장을 주도하는 요인에 대해 논의합니다.

Fortify에 대해 간단히 말씀해 주시겠습니까?

Fortify는 복합 인쇄를 위한 차세대 플랫폼을 출시하는 보스턴 소재 적층 제조 회사입니다.

Fortify에서는 섬유 강화 재료의 성능과 기존의 해상도를 결합하는 데 중점을 둡니다. SLA 및 DLP와 같은 포토폴리머 기술에서 기대하십시오.

형태와 기능 중 하나를 선택해야 하는 데 지쳐서 회사를 설립했습니다. 전통적으로 실제처럼 보이지만 일반적으로 성능 면에서 열악한 프로토타입을 갖는 것과 기능적인 프로토타입이지만 생산의 적합성 및 마무리에서 매우 멀리 떨어져 있는 부품을 갖는 것 사이에는 절충점이 있었습니다. -ready material.

Fortify에서는 폴리머 화학만으로는 엔지니어링 응용 프로그램에 필요한 속성 공간의 작은 부분에만 도달할 수 있다고 믿습니다. 포토폴리머 내에서 많은 기본 재료가 지난 수십 년 동안 실제로 변경되지 않았습니다. 지난 25~30년 동안 거의 동일한 종류의 화학에 기반을 두었지만 지난 5년 정도 동안 상황이 가속화되었습니다.

Fortify는 고분해능 화학 물질을 강화 첨가제로 채울 수 있는 기술을 제공하고 있으며 강화 입자의 정렬을 제어할 수 있다는 중요한 이점이 있습니다.

기존의 모든 3D 프린팅 기술을 살펴보면 SLA/DLP 기반 플랫폼이 프린터에서 나온 부품의 표면 마감과 정확도 측면에서 가장 앞서 있습니다.

우리는 유체 매체 내에서 섬유를 자기적으로 배향할 수 있는 기술을 개발했습니다. 우리가 인쇄하는 부품은 본질적으로 현재까지 생산된 최고 해상도의 합성물입니다. 다른 형태의 첨가제 복합 재료와 비교할 때 일반적으로 강도를 최적화하기 위해 입자를 정렬하기 위해 전단력에 의존합니다. 그러나 전단력이 항상 제어하기 가장 쉬운 방향 힘은 아닙니다.

자기 어셈블리를 사용하여 강도, 강성, 열전도율과 같은 여러 속성을 각 복셀 내에서 3차원으로 제어할 수 있습니다.

이것이 디지털 복합 제조(DCM) 플랫폼을 구성하는 요소입니까?

예. DCM 플랫폼은 광섬유 아키텍처를 조정하여 성능을 최적화할 수 있게 해주는 모든 것입니다. 여기에는 하드웨어, 소프트웨어 및 재료가 포함됩니다.

특정 자기 정렬 기술을 Fluxprint라고 합니다. ™ , 자기적으로 민감한 재료의 방향을 지정하기 위해 빌드 영역에 자기장을 적용하는 것과 관련이 있습니다.

귀사의 기술에 가장 적합한 산업 및 응용 분야는 무엇입니까?

우리는 최종 사용 부품 생산에 대한 특정 벤치마킹 요구 사항에 대해 작업할 때 먼저 도구 공간을 활용할 수 있는 롤아웃 전략을 가지고 있습니다.

도구와 관련하여 우리의 경쟁 우위는 다음을 제공할 수 있다는 것입니다. 동급 최고의 강도와 강성을 유지하면서 300°C에 가까운 온도를 견딜 수 있는 능력으로 포토폴리머 기술에서 기대할 수 있는 것과 동일한 수준의 분해능 툴링 투자가 중요하고 툴링 제조에 많은 시간이 소요되는 사출 성형 시장. 사출 성형 시장은 지난 10년 동안 성능 해상도 문제가 해결되지 않은 다른 솔루션에 의해 준비되었습니다. 한 시간 안에 인쇄할 수 있지만 동일한 도구를 소싱하는 데 10주가 소요될 수 있습니다.

우리 도구는 경쟁 솔루션보다 훨씬 더 많은 샷과 사이클을 처리할 수 있기 때문에 시장 진출에 박차를 가하고 있습니다. 우리는 곧 그들이 고가치 애플리케이션을 위한 소량 제조를 처리할 수 있는 방법을 보여줄 수 있을 것입니다.

하지만 DCM 플랫폼을 사용하여 최종 사용 부품 생산을 시작하는 몇 가지 활성 프로젝트가 있습니다. . 당사의 기술을 통해 FST(가연성, 연기 및 독성)와 같은 인증을 받은 고성능 부품을 구현하는 등 강도와 강성을 넘어 물리적 특성을 강화할 수 있습니다.

첨가 분야에서 채택의 미래는 현재 표준 폴리머 제품군으로 처리할 수 있는 응용 프로그램을 포함하는 재료 팔레트를 여는 것에 달려 있다고 믿습니다. 비용과 처리량은 물론 필요하며 포토폴리머 기반 기술보다 적절한 표시를 하는 더 좋은 예는 없습니다.

컴포지트 3D 프린팅의 현재 상태에 대해 어떻게 생각하며 기술이 어떻게 발전하고 있습니까?

흥미로운 점은 지난 10년간 3D 프린팅 산업과 기업들이 투자하고 있는 분야를 보면 매우 비대칭적이라는 점이다.

내가 말하고자 하는 바는 말 그대로 폴리머 3D 프린팅 회사와 금속 3D 프린팅 회사에 수십억 달러가 들어간다는 것입니다. 최근 Carbon은 2억 6천만 달러 이상의 자금 지원을 받았다고 발표했습니다. 한 회사만 약 6년 동안 6억 달러 이상을 모금했습니다.

복합 공간에는 Markforged, Arevo, Continuous Composites 및 Impossible Objects와 같이 이 부문에서 실제로 기술을 실행하고 부품을 생산하는 5개 회사가 있습니다. 그러나 폴리머 3D 프린팅 분야의 약 150개 회사 중 하나인 Carbon만 해도 모든 복합 3D 프린팅 회사를 합친 것보다 더 많은 돈을 모았습니다.

이것이 어떻게 돌아가는지 보면, 복합 재료에 비해 폴리머 3D 프린팅 및 금속 3D 프린팅에 훨씬 더 많은 비용이 소요됩니다. 그러나 플라스틱, 금속 및 복합 재료 간의 시장 기회를 살펴보면 매우 유사합니다. 그것들은 모두 전 세계적으로 3,000억 달러가 넘습니다.

예를 들어 사출 성형을 대체하는 거대한 폴리머 시장이 있고 대체 가능한 거대한 금속 시장이 있습니다. 일부 응용 분야의 경우 절단 금속, 주조 금속 및 금속 사출 성형.

손 레이업, 사출 성형, 섬유 충전 플라스틱 등으로 구성된 복합 재료에 대한 이 거대한 시장이 있습니다.

그들은 모두 거대합니다. 그러나 3D 프린팅 측면에 대한 투자는 열가소성 수지 압출 및 광 기반 공정과 같은 오래된 기술에 많이 사용되고 있습니다.

그래서 복합 공간은 아마도 3D 프린팅의 최신 부문일 것입니다. 이에 따른 어려움도 있지만 기회도 많습니다.

지금까지 복합재 산업의 대부분의 회사는 FDM과 같은 압출 기반 기술에 집중해 왔습니다. 문제는 이것이 FDM의 주요 결함 중 일부를 실제로 해결하지 못한다는 것입니다. 이는 표면 조도가 좋지 않고 한 방향이 다른 방향보다 10배 더 강한 재료가 있는 이방성입니다.

이를 위한 매우 강력한 응용 프로그램이 있을 것이지만 복합 공간에서 단순히 지시되지 않은 더 나은 수준의 등방성, 예측 가능성, 더 나은 수준의 제어 및 성능을 달성하는 방법을 찾고 있다고 생각합니다. 몇 가지 방향으로 힘을 최대화하는 것이 핵심이 될 것입니다.

Fortify에서 우리의 임무는 일반적으로 전통적인 방법을 사용하여 절단하거나 제조해야 하는 재료를 사용하여 높은 처리량 규모로 3D 인쇄를 가능하게 하는 것입니다.

예를 들어, 전통적으로 손으로 조립하거나 매우 비싼 거대한 블록에서 소싱한 다음 부품을 얻기 위해 기계로 가공하는 많은 재료가 있습니다. 우리는 이러한 유형의 자료를 플랫폼에 구축하여 직접 3D 인쇄할 수 있습니다.

업계에서 복합 재료를 3D 프린팅의 좋은 기회로 인식하는 데 왜 이렇게 오랜 시간이 걸렸습니까?

아주 좋은 질문입니다. 많은 부분이 구매 시장의 성숙도 때문이라고 생각합니다. 즉, 2000년부터 2014년까지 업계는 훨씬 더 낮게 매달린 과일이 있는 상태였습니다.

Formlabs가 Form1을 출시했을 때 최초의 실제 고해상도 데스크탑 3D였습니다. 그 가격대의 프린터. 그것이 그들의 브랜딩이 포착할 수 있었던 것입니다. 현재 10~100개 기업이 같은 일을 하고 있다.

Markforged를 보면 2014년에 최초의 복합 3D 프린터를 출시했습니다. 반면 FDM은 수십 년 동안 존재해 왔으며 SLA는 Chuck Hull이 80년대에 발명한 이후로 존재해 왔습니다.

업계는 아직 일반적으로 3D 프린팅을 채택하는 방법을 배우고 있기 때문에 복합 재료를 채택할 준비가 되어 있지 않았습니다. 설계 및 벤치마킹 측면에서 많은 장벽이 있어 해결하는 데 시간이 걸립니다.

복합소재가 전통적으로 고성능, 매우 고가의 애플리케이션에만 사용되었던 이유가 있습니다. 항공우주 부품 또는 자동차 부품 및 자전거와 같은 고급 레크리에이션 장비와 같은

Gartner 과대 광고 주기를 살펴보면 산업 공간의 애플리케이션이 실제로 발판을 마련하기 시작하는 시점에 있습니다.

일반적인 접근 방식은 모든 곳에서 3D 프린팅을 시도하고 얻는 것이었습니다. 이제 이 관점은 전문화에 훨씬 더 초점을 맞추도록 변경되었습니다. 전체 산업은 기술 범위가 특정 응용 프로그램 요구 사항에 실제로 맞는지 확인하기 위해 더욱 전문화되고 있습니다. 매우 구체적인 문제를 해결하는 데 더 많은 노력을 기울이고 있으며, 바로 이 부분에서 복합 재료가 매우 유용합니다.

AM 산업에 대해 더 일반적으로 생각하면 향후 5년 동안 AM 산업이 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

연례 산업 컨퍼런스에 참가하면 일반적으로 모든 회사가 실제로 업계를 이끌고자 하는 방향을 파악할 수 있습니다.

5년 전을 돌이켜보면 그때부터 산업용 인쇄에 대한 속삭임이 들리기 시작했습니다. 목표는 더 이상 3D 프린팅 기술을 소비자에게 제공하는 것이 아니라 "소등" 제조를 수행할 수 있는 고급 산업 환경으로 가져가는 것이었습니다.

Carbon과 같은 회사는 이를 실현하기 위해 큰 진전을 이루었지만 아직 갈 길이 멉니다. 저는 앞으로 5년 안에 우리가 집중하게 될 스레드 중 하나가 하드웨어, 소프트웨어 및 재료 혁신에서 나올 것이라고 생각합니다.

구체적으로 제약 산업이 배치 계보로 무엇을 했는지 살펴보면 기계 학습을 통해 구현되기 시작했습니다.

이 아이디어는 원재료의 배치 번호부터 인쇄 중 재료가 경험하는 모든 프로세스를 통해 사후 테스트 및 검증에 이르기까지 디지털 스레드를 추적하는 방법입니다. 이것은 3D 프린팅이 전통적인 제조 공간에서 꽤 잘 정의되어 있기 때문에 더 진지하게 받아들여야 하는 것입니다.

또 다른 방법은 향후 5년 동안 기업이 높은 수준의 반복성과 신뢰성을 입증하는 데 집중해야 한다는 것입니다.

다양한 유형의 기존 재료를 사용하는 것이 위안이 되는 이유는 냉간 압연 강철을 조달하면 특성 및 성능 면에서 기대할 수 있는 것과 이를 사용하는 방법을 알기 때문입니다.

현재 3D 프린팅의 문제는 여전히 광범위한 변동성이 있다는 것입니다. 예를 들어, 동일한 프린터 두 대를 구입하고 두 프린터 모두에서 2주 동안 연속으로 인쇄하는 경우 테스트를 위해 표본을 수집하는 것입니다.

이 모든 표본을 테스트하면 경우에 따라 도처에 있는 거대한 데이터 클라우드를 얻게 됩니다. 따라서 문제는 특히 기술을 대규모로 사용하는 경우 엔지니어가 모든 수준의 예측 가능성을 행사해야 하는 것입니다.

그래서 기계 학습 프로세스의 일부는 높은 수준의 예측 가능성을 도입하는 것입니다. 반복성을 제공하고 사용자가 성능이 어떻게 작동할지 더 쉽게 예측할 수 있도록 합니다.

업계에서 극복해야 할 과제는 무엇입니까?

현재 3D 프린팅이 인더스트리 4.0의 목표를 실현하는 데에는 많은 장벽이 있습니다. 우리는 더 높은 처리량, 높은 반복성 및 낮은 단위당 비용과 같은 분산 제조에 대해 이야기하고 있습니다.

이러한 목표를 달성하기 위해 업계는 기계를 3D 프린터와 유사하게 취급해야 합니다. 제조 단위를 만들고 전통적인 제조 시스템이 가질 수 있는 많은 견제와 균형을 시행합니다.

국제 제조 기술 박람회(IMTS)에 가면 약 140,000개가 있기 때문에 겸손합니다. 참석자 중 약 90%가 전통적인 제조 분야에서 왔습니다. 3D 프린팅은 바다의 한 방울에 불과합니다.

이러한 기존 시스템이 얼마나 성숙한지 알 수 있습니다. 우리는 AM 기계가 이제 모양과 느낌을 갖기 시작했고 CNC와 같은 기존 제조 시스템과 동일한 수준의 입력 및 출력을 갖기 시작했다는 의미에서 거기에 도달했습니다.

산업이 전체 제조 시장의 작은 비율 이상이 되는 시점에 도달하는 데 얼마나 걸립니까? 아니면 이 기술이 말하자면 고유한 영역에서 볼 수 있어야 한다고 생각하십니까?

AM 산업의 규모를 전체 제조업 시장과 비교하는 것은 사출성형이나 CNC를 대체하기 위한 산업이 존재하지 않기 때문에 가장 좋은 시각은 아니라고 생각합니다. 목표가 단순히 그것이었다면 부끄러운 일이었습니다.

첨가로만 얻을 수 있는 새로운 유형의 애플리케이션과 새로운 유형의 이점에 많은 강조가 필요합니다.

그것은 우리가 Fortify에서 기대하는 것의 큰 부분입니다. 다양한 AM 기술을 사용하여 매우 강력하고 독특한 형상을 가지고 있으며 높은 수준의 부품을 만드는 능력입니다. 열전도율. 그것은 새로운 시장을 창출할 것입니다.

하지만 이 목표에 완전히 도달하려면 시간이 걸릴 것이라고 생각합니다. 물론 제로섬 게임은 아닙니다.

올해 Fortify는 250만 달러의 자금 조달 라운드를 발표했습니다. 이 투자가 Fortify의 향후 의미에 대해 말씀해 주시겠습니까?

우리가 1월에 발표한 펀딩 라운드는 이미 마감된 펀딩에 대한 요약이었습니다. 그 의도는 본질적으로 시스템을 베타 테스트용으로 준비하고 현재 매우 긴밀하게 협력하고 있는 사용자에게 제공하는 것입니다. Accel Partners가 이끄는 천만 달러의 시리즈 A를 추가로 마감했습니다.

우리는 현재 제조 요구 사항에 맞는 부품을 생산하기 위해 비용을 지불하는 고객이 시스템을 준비할 수 있도록 하고 싶습니다. 실제로 활용할 수 있습니다.

우리의 처음 두 재료 시스템은 하드웨어 소프트웨어와 재료 간의 워크플로우에 대한 좋은 피드백을 제공했습니다.

따라서 다음 단계는 툴링 기회를 제공하고 다른 엔지니어링 시스템을 위한 최종 사용 부품을 식별하고 생산하는 작업을 시작하는 것입니다.

화학 회사인 DSM과의 협력에 대해 자세히 말씀해 주시겠습니까? 이 파트너십은 앞으로 Fortify와 고객에게 어떤 의미가 있습니까?

DSM은 공개 자료 플랫폼의 첫 번째 파트너였습니다. 이 플랫폼의 이면에 있는 아이디어는 재료 구성과 관련하여 모든 것을 소유하고 싶지 않다는 것입니다. 우리는 첨가제, 하드웨어 시스템 및 소프트웨어 제어에 집중하여 고객이 공급업체와 관련하여 하나 이상의 선택을 할 수 있도록 하고자 합니다.

BASF, DSM, Mitsubishi와 Henkel은 각각 적층 제조 분야에서 고유한 장점과 고유한 응용 분야를 가지고 있습니다. 그리고 우리는 전체 공급망을 통제하는 것보다 더 많은 가치를 창출할 수 있는 방식으로 그들과 협력하고 싶습니다.

특히 DSM의 경우 내부 공간에 애플리케이션이 있는 일부 시스템을 가져갈 방법을 찾고 있습니다. 그들은 적당한 정도의 인성을 가지고 있으며 약 100°C에서 강도와 강성을 유지할 수 있습니다.

그 위에 Fortify 기술 플랫폼은 훨씬 더 높은 수준의 강도, 강성, 크리프 저항 및 더 높은 온도에서 수행할 수 있습니다. 이를 통해 재료 파트너는 기술을 통해 원하는 모든 것을 얻을 수는 없는 기존 고객 기반에 솔루션을 제공할 수 있습니다.

Fortify의 경우 DSM이 최고의 포토폴리머 중 하나이기 때문에 매우 좋습니다. 세계의 생산자. 우리는 그들과 함께 일하게 되어 기쁩니다. 그들은 훌륭한 사람들로 구성되어 있으며 함께라면 우리의 기술로 상당한 성과를 거둘 수 있습니다.

오픈 머티리얼 모델을 다루셨습니다. 이것이 3D 프린팅 재료의 미래라고 생각하십니까?

80년대 컴퓨터 산업을 보면 수직적으로 통합되어 있었습니다. 예를 들어, IBM은 메모리와 프로세서를 만들고 소프트웨어와 주변 장치도 만들어야 합니다.

그 후 업계가 바뀌었습니다. 이제 오늘날의 위치를 ​​보면 소프트웨어, 프로세서, 메모리 칩 등의 각 부문을 전문으로 하는 회사가 있습니다. 시장이 세분화되었습니다.

어떤 면에서 3D 프린팅 산업은 Stratasys 및 3D Systems와 같은 전통적인 회사가 하드웨어를 구축하고, 소프트웨어를 개발하고, 자체 재료를 생산하도록 하는 궤적을 따르고 있습니다. 그 공급망.

그러나 더 많은 옵션을 원하는 고객이 많이 있습니다. 그들은 그들이 실행하는 재료를 선택할 수 있기를 원하고 거기에 다른 옵션이 있다는 것을 알고 싶어합니다.

개방형 재료 모델이 산업 전반에 걸쳐 표준화되기까지는 시간이 걸릴 것입니다.

Fortify의 향후 12개월은 어떻게 됩니까?

우리는 제품 이정표를 달성할 수 있도록 팀을 확장하고 있습니다. 우리는 빠르게 고용하고 있으며 2020년 초에서 중반 사이에 베타 프로그램을 시행할 수 있도록 팀을 더 확장하고 싶습니다.

그러면 이 플랫폼을 일반 공급으로 이동하는 측면에서 확장할 수 있습니다.

기술을 제공할 수 있는 위치에 있다고 생각합니다. 우리는 2021년 말, 2022년 초에 시스템을 제조하기 위해 2021년 말에 더 많은 자본을 찾을 가능성이 높습니다.

우리 앞에는 정말 흥미로운 일이 많이 있습니다. . 우리는 이미 고객과 긴밀한 관계를 맺고 있습니다.

사람들이 일찍 참여하는 데 관심이 있다면 그렇게 할 수 있습니다. 그러나 우리는 지금 우리와 함께 일하는 사람들의 손에 시스템을 제공하는 측면에서 우리의 작업을 잘랐습니다.

Fortify에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://3dfortify.com