금속 3D 프린팅 하드웨어 분야의 떠오르는 스타 10인

금속 3D 프린팅은 역사상 독특한 시기에 들어섰습니다. 하드웨어, 소프트웨어 및 재료의 발전은 새로운 응용 프로그램의 잠금을 해제하고 높은 수준의 신뢰성을 가진 제품을 만들기 위해 계속해서 성숙하도록 합니다.

오늘 우리는 하드웨어부터 시작하여 금속 적층 제조(AM)를 주도하는 혁신적인 기업을 탐구하는 일련의 기사를 시작합니다.

금속 3D 프린팅이 발전함에 따라 새로운 하드웨어 제조업체가 새로운 프로세스 또는 기존 프로세스를 창의적으로 도입하여 현재의 문제를 해결하기 위해 시장에 진입하고 있습니다.

우리는 유망한 금속 AM 기술을 최근에 상용화했거나 곧 상용화할 계획인 회사 목록을 작성하여 확고한 기업과 함께 누가 미래를 형성할 것인지 알아냈습니다. 금속 3D 프린팅 기술.

레이저 파우더 베드 퓨전

레이저 파우더 베드 퓨전(PBF) 기술은 가장 인기 있고 진보된 금속 AM 공정 중 하나로 남아 있습니다. 그러나 높은 하드웨어 비용, 느린 인쇄 속도 및 독점 시스템으로 인한 제한 사항을 고려할 때 개선의 여지가 많습니다.

PBF 시장의 여러 회사가 더 빠르고 개방적이며 유연한 금속 PBF 시스템으로 이러한 문제 중 일부를 해결한 것으로 보입니다.

1. 오로라 연구소

하루 금속 1톤의 속도로 금속 부품을 3D 프린팅할 것이라는 전망이 너무 좋게 들릴 수도 있지만 호주의 금속 3D 프린터 제조업체인 Aurora Labs는 이를 달성할 것으로 보입니다.

2014년부터 Aurora Labs는 훨씬 빠른 속도로 금속 3D 프린팅을 가능하게 하는 새로운 금속 3D 프린팅 기술을 개발해 왔습니다. Formnext 2018에서 처음 공개된 MCP™(Multilevel Concurrent Printing)는 친숙한 파우더 베드 융합 기술을 기반으로 하지만 약간의 변형이 있습니다.

기존 파우더 베드 기술과 달리 한 번에 한 레이어를 인쇄합니다. 시간이 지나면 MCP는 단일 패스에서 여러 레이어를 동시에 인쇄합니다.

기술은 어떻게 작동합니까? MCP 기술에는 격자형 리코터 메커니즘과 다중 레이저 빔의 두 가지 핵심 요소가 있습니다. 인쇄가 시작되면 여러 개의 호퍼가 있는 리코터 장치가 인쇄 베드 위로 미끄러지며 각 호퍼는 한 번에 여러 층의 분말을 증착합니다.

한 층이 증착되면 다음으로 융합됩니다. 리코터의 특수 틈을 통해 분말에 도달하는 레이저. 동일한 패스 동안 후속 레이어가 레이저에 의해 연속적으로 증착 및 융합됩니다.

기본적으로, 이는 한 번의 패스로 여러 레이어를 인쇄할 수 있어 인쇄 프로세스의 속도를 크게 높일 수 있음을 의미합니다.

지난 9월, Aurora Labs는 MCP 기술로 구동되는 RMP1 3D 프린터가 하루 350kg의 인쇄 속도에 도달했다고 보고했습니다. 이는 시스템이 하루에 약 15kg을 인쇄할 수 있었던 것에 비해 상당한 이정표였습니다 2018년 9월.

이러한 개선 사항을 감안할 때 Aurora Labs는 시간과 비용 면에서 기존 제조 공정과 잠재적으로 경쟁할 수 있는 가장 빠른 금속 PBF 시스템 중 하나를 시장에 출시할 수 있는 유리한 위치에 있습니다.

2. 첨가제 열기

많은 기존 3D 프린터 제조업체가 독점 시스템을 제공하고 있지만 소수의 회사만이 개방형 시스템 접근 방식을 채택하기로 결정했습니다.

이러한 회사 중 하나는 Universal Technology에서 분사한 Open Additive입니다. 회사(UTC)는 다양한 환경과 요구에 맞는 산업화된 솔루션을 개발하는 것을 목표로 합니다.

이것이 회사가 개방형 기계 아키텍처 및 재료에서 개방형 매개변수 및 센서 기술에 이르기까지 다양한 사용자 정의 옵션을 제공하는 PANDA 3D 프린터라는 저렴한 레이저 PBF 시스템을 개발한 이유입니다.

Open Additive는 개방형 시스템 사용의 주요 이점 중 하나가 새롭고 고급 기술이 개발됨에 따라 더 많은 기능을 추가하거나 시스템을 조정함으로써 기업이 노후화의 위험을 줄일 수 있다는 것이라고 믿습니다.

이러한 개방형 하드웨어 및 재료 접근 방식은 오늘날 AM에서 특히 일반적이지 않지만 업계는 이러한 발전을 점점 더 수용하고 있습니다. Open Additive의 노력과 같은 노력으로 우리는 기업에 혁신을 주도할 수 있는 더 많은 옵션을 제공하는 유연하고 구성 가능한 적층 기술의 비전에 가까워지고 있습니다.

3. 셰어봇

보급형 금속 3D 프린팅의 세계는 빠르게 보급되고 있으며 Sharebot의 MetalONE 3D 프린터 출시는 이러한 추세의 또 다른 예입니다.

주요 플라스틱 3D 프린팅 프로세스를 포함하는 포트폴리오로 Sharebot이 금속으로 이동하는 것은 시간 문제였습니다.

메탈원의 경우 이 기계는 4년 전 출시된 셰어봇의 열가소성 분말용 SnowWhite SLS 기계에서 발전된 프로젝트의 결과물이다.

작년에 데뷔한 이 기계는 65 x 65 x 100mm의 다소 작은 빌드 엔벨로프가 특징입니다. 그러나 작은 설치 공간에도 불구하고 이 시스템은 회사에 상당한 발전을 보여주었습니다.

120,000달러 미만의 가격으로 MetalONE은 Xact Metal의 XM200과 같은 다른 보급형 금속 3D 프린터와 동일한 가격 범주에 속합니다. 그리고 OR Laser의 ORLAS Creator는 둘 다 PBF 기술을 기반으로 합니다.

이러한 시스템은 모두 더 큰 PBF 기계로 확장하기 전에 재료 또는 부품 설계를 테스트하는 데 이상적이지만 소규모 보석 및 치과 제작에도 적합할 수 있습니다.

기본 데스크탑 3D 프린터 개발자로 시작한 Sharebot이 점차 전문적인 폴리머 3D 프린터로 제품을 발전시키고 수년간의 연구 끝에 첫 번째 제품에 도달한 것을 보는 것은 흥미진진합니다. 금속 3D 프린터.

중소 기업이 금속 3D 프린팅에 더 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위해 Sharebot은 이미 잘 발달된 에코시스템을 사용하여 저렴한 금속 프로토타이핑 및 제품 개발이라는 새로운 시장에 접근할 태세를 갖추고 있습니다.

직접 에너지 증착

DED(직접 에너지 증착) 분야의 발전은 특히 풍부합니다. 이 기술은 집중된 열원을 사용하여 금속 분말이나 와이어를 녹입니다. 이는 빌드 플랫폼에 추가될 때입니다.

DED 하드웨어 회사가 점점 더 많이 등장하고 있으며, 특히 흥미로운 개발 영역 중 하나는 Wire Arc Additive입니다. 제조(WAAM). 아래에서는 WAAM 및 분말 기반 DED 프로세스 분야에서 유망한 하드웨어 제조업체를 살펴봅니다.

4. WAAM3D

2020년 현재 WAAM 시장은 소수에 불과하며 이 금속 3D 프린팅 기술을 적극적으로 개발하고 있습니다.

WAAM3D는 아마도 이 분야에서 덜 알려진 이름 중 하나일 것입니다. 그러나 회사는 이 기술을 시장에 출시하기로 결정하기 전에 광범위한 연구를 수행했습니다.

WAAM3D 크랜필드대학교의 지적재산권을 WAAM 분야에서 상용화하기 위해 2018년에 설립되었습니다.

회사에 따르면, 소프트웨어 도구, WAAM이 설계한 하드웨어, 원자재, 교육 및 서비스와 같은 공급망의 부족은 입증된 비즈니스 이점에도 불구하고 WAAM 프로세스의 적절한 산업 채택을 방해했습니다. .

이 회사는 이러한 공급망을 만들고 항공우주 및 국방, 석유 및 가스, 에너지 및 원자력 산업 전반에 걸쳐 WAAM의 사용을 촉진하는 것을 목표로 합니다.

지금까지 WAAM3D는 이 기술의 여러 성공적인 응용 프로그램을 발표했습니다. 하나는 Thales Alenia Space를 위해 제작된 1m 길이의 압력 용기인 티타늄 부품입니다. WAAM을 사용하여 이 구성 요소를 생산함으로써 팀은 항목당 200kg 이상의 자재를 절약하고 선박의 두 부분을 하나로 통합할 수 있었습니다.

올해 초 WAAM3D는 첫 번째 시리즈 A를 완성했습니다. 자금 조달 라운드는 회사가 WAAM 기술을 상업화하는 데 더욱 도움이 될 것입니다.

5. AML3D

AML3D는 Cranfield University에서 영감을 받은 또 다른 회사입니다. AML3D의 전무이사 Andrew Sales는 Cranfield에서 공부하고 기술의 잠재력에 매료되어 2014년 호주에 WAAM 서비스 사무소를 설립했습니다.

2019년 회사는 글로벌 해운 산업 인증 기관으로부터 로이드 레지스터. 인증을 받은 AML3D는 첫 번째 부품인 마르텐사이트 스테인리스강 웨어링 세트를 해양 고객에게 전달했습니다.

올해 초, AML3D는 Arcemy라고 하는 최초의 WAM 기반 3D 프린터를 항공우주 및 국방 분야의 선두업체인 ST Engineering에 납품할 준비를 하고 있다고 밝혔습니다. Arcemy 시스템은 용접, CAD 소프트웨어 설계 및 로봇 공학 기술을 결합하여 산업 품질의 대형 포맷 및 완전 밀도가 높은 금속 부품을 생산합니다.

AML3D는 3D 프린팅 기술이 특히 해양 부문에 도움이 될 것으로 기대합니다. , 리드 타임을 줄이고 조선 및 수리를 용이하게 합니다.

6. 큰 금속 첨가제

대형 3D 프린팅을 발전시키는 아이디어. BMA(Big Metal Additive)의 기초에도 영감을 주었습니다. 이 신생 기업은 알루미늄으로 크고 복잡한 설계 구조를 만들기 위해 와이어 공급 아크 기반 AM 방법을 개발했습니다.

15입방피트 이상의 빌드 볼륨과 최대 5개의 증착 속도 시간당 lbs(약 2,27kg)인 BMA의 기계는 트러스, 자동차 섀시, 인클로저, 도구 및 고정물, 빔 및 건축 요소를 만드는 데 최적화되어 있습니다.

BMA 시스템의 또 다른 차별화 요소는 재료입니다. 대부분의 금속 3D 프린터는 쉽게 녹고 굳는 특수 합금으로만 작동합니다. Big Metal은 훨씬 저렴한 8개의 상업용 알루미늄 아크 용접 합금을 사용합니다. 이 회사는 또한 미래에 스테인리스 및 공구강, 초합금 및 티타늄을 추가할 것으로 기대하고 있습니다.

'우리는 우리가 설계한 공정이 널리 보급되기를 원합니다. ASME와의 인터뷰에서 회사 설립자이자 사장인 Slade Gardner는 핫로드 공장에서 유지보수, 프로토타입 디자인 상점에 이르기까지 모든 곳에서 이를 원합니다.

회사의 계획은 진정으로 야심차지만 매우 자연스럽습니다. 금속 AM을 대형 제조 분야로 이끌고자 하는 회사에 적합합니다.

7. CHIRON 그룹

몇 달 전, CNC 장비의 글로벌 제조업체인 CHIRON GROUP은 최초의 DED 3D 프린터인 AM Cube를 개발하여 AM의 세계에 진출했습니다.

처음에 3D 프린팅 분야에 그렇게 큰 발걸음을 내디뎠던 이유는 무엇입니까?

제품 포트폴리오에 AM 기술을 추가함으로써 CHIRON은 제조 솔루션의 완전한 패키지를 제공하는 것을 목표로 합니다. 크고 복잡한 구성 요소에 맞춰진 AM Cube는 금속 가공 및 자동화에 중점을 둔 회사의 기존 핵심 역량을 확장합니다.

항공우주, 에너지, 공구 제조 및 기타 산업 분야의 응용 분야를 대상으로 하는 이 시스템은 그물 모양의 부품 근처에 3D 인쇄하지만 구성 요소를 코팅하고 수리할 수도 있습니다.

AM Cube의 흥미로운 기능 중 하나는 모듈성입니다. 3D 프린터는 활성 인쇄 또는 코팅 공정 중에 최대 3개의 프린트 헤드를 교체할 수 있도록 설계되었습니다.

또한 Chiron은 기계의 유연성을 향상시키기 위해 와이어와 분말을 모두 사용할 수 있도록 했습니다. 이는 분말 코팅이 많은 산업 환경에서 일반적으로 사용되는 공정인 반면 와이어 기반 DED는 더 나은 안전 특성과 폐기물 감소를 제공하기 때문입니다.

이제 CHIRON은 새로운 3D를 사용할 시설을 만들고 있습니다. 긴 조달 시간과 높은 재료 가격으로 더 큰 구성 요소를 생산하는 프린터.

8. 포멀로이

Formalloy는 2016년 초부터 존재했지만 그 4년 동안 DED 금속 3D 프린팅 회사는 상당한 명성을 얻었습니다.

Formalloy의 수상 경력에 빛나는 기술은 시장에서 가장 포괄적인 금속 합금 목록 중 하나로 인쇄할 수 있습니다. 또한 DED 시스템에는 시간당 최대 15lbs의 증착 속도로 직경이 1mm에서 1m에 이르는 거의 그물 모양의 부품을 만들기 위해 청색광 레이저 기술이 장착되어 있습니다.

이 회사의 최신 X-시리즈 시스템은 또한 그라디언트/바이메탈 구조로 3D 인쇄를 가능하게 하는 Formfeed 분말 공급기를 갖추고 있습니다.

공정 모니터링에 대한 추세가 증가함에 따라 Formalloy는 X-시리즈에 폐루프 제어 기술을 구현하여 시스템이 빌드 품질과 정확성을 실시간으로 모니터링할 수 있도록 했습니다.

대형 부품을 제조하고 부품을 수리할 수 있는 능력 덕분에 Formalloy의 3D 프린터는 NASA와 같은 기관에서 대형 AM의 확장성을 조사하기 위한 일련의 R&D 프로젝트에서 채택했습니다.

Formalloy는 비용 절감 및 재료 유연성에 중점을 둔 솔루션을 개발함으로써 이제 더욱 복잡한 기술 범주가 되고 있는 DED 시장의 일부를 확보하기 위해 나섰습니다.

금속 광중합

9. 인커스

오스트리아 세라믹 3D 프린터 공급업체인 Lithoz의 분사인 Incus GmbH는 2019년 Formnext에서 새로운 금속 광중합 3D 프린팅 공정을 선보였습니다.

새로운 3D 프린터의 이면에 있는 기술은 액체 수지 재료를 사용하는 SLA 및 DLP와 같은 통 중합 기술. 반면에 Incus는 강력한 광 프로젝터를 사용하여 광반응성 금속 충전 재료의 경화를 가능하게 하는 프로세스를 개발했습니다. 이 기술을 사용하여 3D로 인쇄한 부품은 최종 특성을 얻기 위해 탈바인딩 및 소결을 거쳐야 합니다.

다른 금속 AM 기술에 비해 이 공정의 잠재적인 이점은 새로운 '비용접' 금속으로 작업할 수 있는 능력, 향상된 안전(공기 중 분말 방지로 인해), 정확도가 향상되었으며 가벼운 기반이므로 빌드 속도가 더 빠릅니다.

이 기술은 2019년 말에 Hammer 시리즈의 3D 프린터 및 현재 여러 베타 고객을 위해 운영 중입니다. Incus는 계속해서 기술을 미세 조정하고 의료, 자동차, 항공 우주 및 보석 분야 전반에 걸쳐 더 많은 응용 프로그램의 잠금을 해제하기 위해 노력하고 있습니다.

재료 분사

10. 트리톤

거의 모든 3D 프린팅 프로세스는 주조용 몰드의 3D 프린팅을 제외하고는 실제 물체를 프린팅하는 데 중점을 둡니다.

이스라엘의 신생 기업인 Tritone은 일반적인 3D 인쇄 프로세스의 아이디어를 왜곡하는 고유한 MoldJet 기술을 개발했습니다. 금속 또는 세라믹 페이스트를 사용하면 정밀 칼날이 여분의 재료를 닦아내어 매끄러운 층을 남길 수 있습니다.

재료는 열처리 단계를 거쳐 경화되고, 그 다음 검사를 통해 층 품질을 분석합니다. 완료되면 트레이에서 부품을 꺼내고 초음파 수조에 넣어 금형 재료를 용해시켜 최종 소결 단계를 위한 준비가 된 견고한 녹색 부품을 남깁니다.

MoldJet 사용의 주요 이점 중 하나 다른 3D 프린팅 공정에 비해 재료 비용을 낮출 수 있는 표준 MIM(금속 사출 성형) 분말을 사용할 수 있다는 점입니다. MIM 재료는 다용도이며 어디에서나 상품 가격 수준에서 일반적으로 사용할 수 있습니다.

또한 Tritone은 부품이 MIM 부품과 유사한 품질로 최대 99%의 밀도를 제공할 수 있다고 말합니다.

현재 Tritone은 MoldJet 기술로 구동되는 기계를 추가로 개발하고 테스트하는 데 주력하고 있습니다. 올해 말 출시를 목표로 금속 3D 프린터를 상용화할 때 새로운 기술이 시장에서 어떻게 받아들여질지 귀추가 주목된다.

금속 3D 프린팅 하드웨어의 발전

금속 3D 프린팅은 오늘날 가장 빠르게 성장하는 기술 중 하나이며 이러한 성장의 한 가지 이유는 지속적인 발전입니다.

AM 산업에 합류하는 새로운 하드웨어 제조업체는 이미 존재하는 기계의 문제를 극복하는 프로세스를 개발하는 것을 목표로 하기 때문에 이러한 진화의 원동력 중 하나입니다.

금속 3D 프린팅 시장의 경쟁 심화로 혁신이 가속화되고 있습니다. 그러나 혁신적인 금속 AM 하드웨어를 최대한 활용하려면 재료 및 소프트웨어 개발과 같은 다른 영역의 발전도 지원해야 합니다.

금속 3D 프린팅의 안정적이고 반복 가능한 사용을 지원하는 에코시스템을 생성해야만 신생 기업과 기존 기업 모두 금속 AM을 가치 있는 제조 솔루션으로 만들 수 있습니다.

금속 3D 프린팅 재료의 떠오르는 별을 살펴볼 다음 기사를 기대해 주십시오.