전문가 인터뷰:AM 산업에 개방형 재료 생태계가 필요한 이유에 대한 Origin CEO Chris Prucha

Resin 3D 프린팅은 지난 몇 년 동안 급속한 프로토타입 제작을 넘어 생산에 이르기까지 도약했습니다. 여러 면에서 이러한 발전은 수지를 사용한 3D 프린팅에 대한 새로운 접근 방식을 개발하는 혁신적인 신생 기업에 의해 주도되었습니다.

그런 회사 중 하나가 Origin입니다. 두 명의 소프트웨어 엔지니어가 2015년에 설립한 Origin은 소프트웨어 기반 제어, 모듈식 하드웨어 및 재료에 대한 개방형 접근 방식을 결합한 수지 3D 프린팅 플랫폼을 개발했습니다. 이 세 가지 요소를 통해 회사는 수지 기반 3D 프린팅의 본질을 바꾸고 있습니다.

Origin의 기술과 비전에 대해 자세히 알아보기 위해 회사의 CEO이자 공동 설립자를 따라갔습니다. , 크리스 프루차. Origin One 3D 프린터의 비밀 소스, 일부 주요 응용 프로그램, 공개 자료의 이점에 대해 논의했습니다. 생태계와 3D 프린팅이 산업화를 향해 나아가는 과정에서 극복해야 할 과제.

Origin과 당신이 개발한 기술에 대해 말씀해 주시겠습니까?

캘리포니아주 샌프란시스코에 본사를 둔 Origin은 개방형 재료, 확장 가능한 소프트웨어 및 모듈식 하드웨어를 기반으로 하는 새로운 구축 방식인 개방형 적층 제조의 개념을 개척하고 있습니다.

우리 회사의 제조 등급 3D 프린터인 Origin One은 프로그래밍 가능한 광중합(P3)을 사용하여 다른 변수 중에서 빛, 열 및 힘을 정밀하게 제어하여 탁월한 정확도와 일관성으로 부품을 생산합니다.

우리는 재료 파트너 네트워크와 협력하여 시스템을 위한 광범위한 상용 등급 재료를 개발하여 적층 제조에서 가장 견고하고 탄력적인 재료를 생산합니다.

다른 광중합 기반 3D 프린팅 공정과 함께 기술을 어떻게 포지셔닝합니까?

광중합 또는 vat 중합 카테고리를 살펴보면 최근 몇 년 동안 최종 부품의 성능과 해당 기술에 적합한 적용 유형에서 많은 발전이 있었습니다. 하지만 아직 그 잠재력을 실현하는 데 걸림돌이 되는 많은 제한 사항이 있으며 이를 제거하는 데 중점을 두고 있습니다.

대부분의 산업용 3D 프린터 플랫폼은 폐쇄형 모델과 독점 재료를 사용합니다. 이러한 상호 운용성 부족으로 인해 장비 소유자는 필요한 자료에 액세스하기 위해 서로 다른 시스템을 소유해야 합니다. 그런 다음 OEM은 원래 제품을 잠식할 것을 두려워하여 포트폴리오를 발전시키려는 인센티브를 받지 못합니다. 이는 공간의 물질적 혁신의 부족으로 이어집니다.

우리의 접근 방식은 재료 제조업체가 가장 광범위한 재료를 생산할 수 있도록 하는 최상의 하드웨어 및 소프트웨어를 구축하는 데 노력을 집중하는 것입니다.

우리의 첫 번째 고객은 재료 제공업체였으며 우리는 이들과 협력하여 고급 재료를 구현하는 데 필요한 기능을 구축할 수 있었습니다. 우리는 재료에 대해 어떠한 마진도 취하지 않으며 적층 응용 프로그램을 발전시키기 위해 고객 및 재료 제공업체와 협력합니다.

기술적인 측면에서 적층 대량 제조를 가능하게 하기 위해 우리는 고급 재료를 처리할 수 있는 3D 프린터를 구축해야 했습니다. 일부는 인쇄에 매우 높은 열이 필요하거나 불활성 환경이 필요합니다.

또한 하드웨어는 일관되고 안정적이며 사용하기 쉬워야 했습니다. 나와 공동 창립자의 배경은 실제로 소프트웨어 엔지니어링에 있습니다. 그는 저와 함께 Origin에 합류하기 전에 Google X에서 일했고 저는 Apple에 있었습니다.

Origin One을 구동하는 소프트웨어는 우리의 비밀 소스의 큰 부분을 차지합니다. 인쇄 프로세스의 거의 모든 측면은 소프트웨어에 의해 제어됩니다. 예를 들어, 분리 메커니즘은 힘 센서를 사용하여 전환 단계에서 속도와 압력을 최적화합니다.

이 폐쇄 루프 피드백 시스템은 자동으로 작동하며 고객은 사출 성형과 같이 표면적이 넓은 극소형 형상이나 형상을 인쇄할 수 있습니다. 이는 대부분의 다른 광중합 기술에서 어려움을 겪습니다.

프로세스에 대한 이 소프트웨어 제어는 P3의 "프로그래밍 가능한" 부분이 나오는 곳입니다. 빛, 힘 및 온도를 제어함으로써 고객은 매개변수를 사용하여 정확도와 표면 품질을 조정할 수 있습니다. 예를 들어 실리콘과 같이 수축하는 경향이 있는 재료를 사용하는 경우 사용자는 이를 고려하여 에너지 사용량이나 온도를 조정할 수 있습니다.

또 다른 예는 금형 형상으로, 표면 품질 관점에서 부품의 특정 영역만 중요합니다. 당사의 인쇄 소프트웨어는 사용자가 일부 영역에서 더 빠르게 인쇄하거나 빌드 전체에서 다른 레이어 높이를 사용할 수 있는 기능을 제공합니다.

이는 제조업체가 다양한 형상, 재료 및 공차에 대해 속도, 위치 및 도구 경로를 조정할 수 있는 CNC 가공과 매우 유사합니다.

귀하의 기술이 오늘날 어떻게 사용되고 있는지에 대한 몇 가지 예를 공유할 수 있습니까?

가장 최근의 예는 COVID-19 테스트 키트에 대한 비인두 면봉입니다. 샌프란시스코의 대피소 명령이 시행되기 직전에 우리는 계약 제조업체로부터 많은 수의 Origin One을 받았습니다.

우리는 안면 가리개, 인공 호흡기 어댑터 및 면봉을 포함한 COVID 관련 응용 프로그램에 빠르게 관심을 돌렸습니다. 재료 파트너 중 하나인 Henkel과 협력하여 이러한 응용 분야에 적합한 의료 등급의 살균 가능한 재료를 식별할 수 있었습니다. 이러한 재료를 사내에서 테스트하지는 않았지만 헨켈은 해당 시설의 프린터에서 이를 개발했습니다.

그들이 사용하고 있던 Origin 매개변수를 사용하여 이러한 애플리케이션에 대한 재료를 신속하게 검증할 수 있었습니다. 비인두 면봉은 우리 기술에 가장 적합했습니다. 면봉을 빌드 영역에 단단히 포장하고 최고의 처리량과 최대 수율을 위해 매개변수를 최적화할 수 있었기 때문입니다.

지난 2주 만에 우리는 임상적으로 검증된 NP 면봉을 보유한 최초의 3D 프린터 회사 중 하나가 되었습니다. 그 후 40대의 Origin One 3D 프린터를 사용해 생산량을 늘리고 매주 50만 개의 면봉을 생산할 수 있었습니다.

같은 기간 동안 우리 고객들은 우리 기술로 비슷한 작업을 하고 있었습니다. 캐나다의 Shanto Dental Lab을 비롯한 치과 고객은 고객을 위해 PPE 안면 보호대를 수백 개씩 인쇄했습니다. 서비스국 파트너는 병원용 인공호흡기 스플리터를 인쇄했습니다. 당사의 산업 고객 중 하나인 Enventys Partners는 단일 Origin One을 사용하여 단 10시간 만에 1,000개의 CAPR 교체 부품을 생산할 수 있었습니다.

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COVID-19 애플리케이션 외에도 우리는 3D 프린팅을 위한 가장 크고 가장 성숙한 산업 중 하나인 치과 산업에서 많은 성공을 보았습니다.

오늘날 치아교정용 기구와 임플란트를 생산하는 데 사용되는 모델 레진은 가장 많이 생산되는 치과용 재료입니다. 또한 가장 비싼 수지 중 하나입니다(약 $400/kg).

우리가 치과 산업에 뛰어들었을 때 우리는 재료 파트너 중 하나인 BASF와 협력하여 기존 모델 레진보다 더 빠른 인쇄 속도와 매우 높은 정확도를 가진 재료를 공동 개발했습니다. 저렴한 비용. 오늘날 우리는 치과 고객에게 이 재료를 kg당 $35에 제공하고 있으며 이는 치과 고객의 예산에 큰 영향을 미쳤습니다.

독점적 또는 개방형 생태계가 AM 산업을 가장 잘 지원할 것인지에 대한 지속적인 논쟁이 있습니다. Origin은 Open Network of Material Partners와 함께 두 번째 접근 방식을 분명히 수용했습니다. 개방형 자료 생태계의 이점은 무엇입니까?

우리의 접근 방식은 다른 개방형 접근 방식과 약간 다릅니다. 많은 "폐쇄" 시스템이 자체 솔루션을 사용할 수 없는 선택된 타사 재료를 제공하지만 이러한 재료에는 일반적으로 큰 마크업이 포함되며 재료 제조업체는 OEM의 고객 기반에 대한 독점적인 액세스를 요청합니다.

일부 개방형 시스템은 지원하는 자체 자료도 생산합니다. 이러한 회사는 고객이 원하는 모든 자료를 사용할 수 있도록 허용하지만 일반적으로 지원이 부족하여 좌절감을 줄 수 있으며 "닫혀 있지만 지원되는" 모델을 더 매력적으로 만듭니다.

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우리는 적층 제조의 채택을 촉진하고 산업을 성장시키기 위해서는 OEM, 재료 제조업체 및 고객 간의 파트너십이 핵심이라고 믿습니다.

인센티브를 조정할 수 있으며, 협력하고, 리소스를 공유하고, 부품 비용을 낮추는 것이 각 회사의 이익입니다.

고객이 선택한 재료를 사용할 수 있도록 하고 재료 파트너와 재료를 공동 개발하여 업계 내 재료 혁신에 박차를 가합니다. 예를 들어, 우리는 2019년 11월에 헨켈과 함께 난연성 소재를 출시했습니다.

이 소재는 실온에서 고체이지만 통제된 ​​환경에서 섭씨 60도까지 가열하면 인쇄할 수 있습니다. 우리는 함께 협력하여 이 자료를 시장에 출시하기 위해 서로의 기술과 전문성을 활용했습니다.

오늘날의 환경과 특히 관련이 있는 개방형 시스템의 또 다른 일반적인 이점은 두 번째 소싱 능력입니다.

우리는 이미 부품 부족이 공급망에 해로운 영향을 미칠 수 있음을 보았습니다. 폐쇄형 시스템에서는 예를 들어 공식의 기본 구성 요소를 사용할 수 없게 되면 재료를 전환할 수 없습니다. 일반적으로 OEM 고객은 수지 제조업체가 누구인지 모르고 공급망 가시성과 투명성이 부족합니다.

개방형 시스템을 통해 고객은 응용 프로그램에 대해 여러 재료를 검증할 수 있으며 중단이 발생할 경우 재료 제조업체와 직접 솔루션에 대해 협력할 수도 있습니다.

AM 산업이 여전히 직면하고 있는 세 가지 핵심 과제는 무엇이라고 생각하십니까?

첫 번째 문제는 재료비입니다. 프로토타입을 만들 때 일반적으로 부품을 사출 성형하고 3D 프린팅은 속도와 반복에 더 가깝기 때문에 재료 비용은 문제가 되지 않습니다.

그러나 적층가공 생산으로 이동하면 3D 프린터의 상각비가 BOM 비용의 작은 부분을 차지하고 재료 비용이 큰 요인이 됩니다.

적층 제조가 대량 제조를 위한 실행 가능한 옵션이 되려면 재료 비용이 전반적으로 낮아져야 합니다. 너무 오랫동안 업계는 재료에 인위적으로 높은 인상을 주는 면도날 비즈니스 모델에 갇혀 있었습니다.

두 번째 과제는 엔드 투 엔드에 대한 획일적인 접근 방식입니다. 솔루션. 이는 부분적으로 3D 프린팅 초기의 OEM이 소프트웨어, 후처리 및 재료에 사용할 수 있는 옵션이 많지 않아 자체 제작했기 때문입니다. 그 결과 제조업체는 조작할 여지가 많지 않은 프로세스나 도구를 중심으로 설계하게 되었습니다.

매우 특정한 기술을 중심으로 전체 생태계가 개발된 기존 제조와 대조됩니다. 우리는 이제 새로운 후처리, 청소, 소프트웨어 및 재료 솔루션으로 더 많은 회사가 이 분야에 진입하는 것을 보고 있습니다.

마지막으로, 두 번째 문제와 다소 관련이 있는 것은 인쇄에 대한 통제력 부족입니다. 프로세스. 이것은 대부분의 폴리머 3D 프린터에 특히 해당됩니다. 사용자에게 부품 제작 방식을 수정할 수 있는 옵션이 거의 없습니다. 부품이 고장나면 사용자는 부품이 작동할 때까지 부품을 다시 설계하거나 방향을 바꿔야 하므로 실험과 혁신이 줄어듭니다.

Origin One은 사용자에게 제어권을 돌려줍니다. 부품이 고장나면 사용자는 에너지 사용량, 속도, 지연 및 온도를 변경할 수 있습니다. 이것은 또한 사용자에게 프로세스와 기능에 대해 알려주므로 더 나은 제조업체가 됩니다.

AM 산업의 현재 상태를 어떻게 설명하시겠습니까? 향후 5년 동안 AM 산업이 어떻게 발전할 것으로 보십니까?

분명히, COVID-19로 인해 우리는 전 세계적으로 극적인 변화를 보았고, COVID-19 이후 세계에서 공급망이 어떻게 변화할지 예측하기에는 너무 이르다.

COVID-19 이전에는 최종 사용 부품의 공급망에 적층 제조를 채택하는 것이 느렸습니다. 높은 부품 비용으로 인해 정당화하기 어려웠기 때문입니다.

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이제 제품 라인에 적층 제조를 도입하려는 기업은 ROI를 더욱 면밀히 살펴보고 ROI를 입증할 수 있는 기술이 그렇지 않은 솔루션보다 수요가 더 많을 것입니다.

COVID-19 공급망 위기는 3D 프린팅에 대한 새로운 관심을 불러일으켰습니다. 여러 면에서 업계는 기존 방법보다 더 빠르게 최종 사용 부품을 대량으로 생산할 수 있음을 입증했습니다.

다른 산업이 다시 완전히 문을 열면 COVID로 인해 손실된 시간을 보충해야 하며 많은 경우 원래 공급망이 준비되지 않을 것입니다. 이 시나리오에서는 3D 프린팅이 제품을 시장에 출시하기 위해 다시 한 번 개입하는 것을 볼 수 있습니다.

Origin의 향후 계획은 무엇입니까?

다양한 산업 및 국가의 고객에게 최초의 상업용 프린터인 Origin One을 계속 배송하게 되어 기쁘게 생각합니다. 피드백을 받고 기술의 다양한 사용 사례에 대해 학습합니다.

오늘 제공하는 제품과 기능에 매우 만족하며 우리가 무엇을 기반으로 구축할지 기대됩니다. 무엇보다도 소프트웨어 및 추가 재료 개발을 통해.

오늘날 소프트웨어는 하드웨어로 가능한 것의 표면을 긁는 것뿐입니다. 우리는 고객에게 더 나은 경험을 제공하고 프로세스에 대한 더 많은 통찰력을 제공하기 위해 지속적으로 노력하고 있습니다. 고객과 함께 새로운 대량 적층 제조 응용 프로그램을 발견함에 따라 기술 기능을 확장하는 방법에 대한 새로운 통찰력을 발견할 수 있기를 기대합니다.

Origin에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하세요. www.origin.io