
南极熊介绍:全球范围内,SLM型金属3D 打印激光器的数量在不断增加,如果N年后技术发展到用100台激光器同时烧结金属材料,速度、效率、成本从量变到质变,真的会重塑金属加工行业吗?
△南极熊想象图:拥有40台甚至100台激光器的超级金属3D打印机
2019年,南极熊微信公众号发布了一个用10多台激光器的金属3D打印视频,有网友在评论中这样评价:
△“那是因为激光移动速度快,造成了视觉错觉,我是不是太笨了?”
“
然而,配备约 10 个激光器的金属 3D 打印机确实即将到来。
此前,南极熊曾报道过金属 3D 打印领域的初创公司 Velo3D,该公司3D 打印技术Velo3D 共获得 1.5 亿美元(约合人民币 10 亿元)融资,其设备已销售给多家航空航天公司(如 SpaceX 和 Honeywell),以及油气客户。如今,Velo3D 再次实现重大技术突破!
△ 传统金属3D打印需要支撑(左),而VELO3D无需支撑(右)
2020年10月21日,南极熊获悉,金属3D打印机厂商Velo3D宣布推出全新8激光Sapphire XC金属3D打印机。
Velo3D 表示,该机器目前已收到 13 台预购机(每台售价将达八位数人民币),与之前的 Sapphire 机器相比,新设备可将打印每个部件的成本降低 75%,并将效率和产能提高 500%。Sapphire XC 具有 φ600mm x 550mm 的打印腔,并配备 8 台 1000W 激光器。据南极熊介绍,这是市场上第一台公开发布的 8 激光器金属 3D 打印机。
△Sapphire XC的打印尺寸为φ600mm x 550mm(Sapphire的尺寸为φ315mm x 400mm)。
尽管新系统已经发布,但交付要到 2022 年第一季度才会开始。在此之前,Velo3D 将忙于制造和交付已经订购的金属 3D 打印机。
Velo3D 创始人兼首席执行官 Benny Buller 表示:“无需支撑结构即可 3D 打印较大金属部件的能力对许多工业终端用户来说非常有吸引力。这是客户首次能够在大型系统中 3D 打印任何几何形状,同时绝对保证部件质量。大型金属部件的质量保证至关重要,因为打印失败可能代价高昂(例如,在单台激光金属 3D 打印机上打印了 30 天的大型部件可能会在最后一节出现故障,导致整个部件报废,造成材料损失和部件交付延迟)。”
核心技术
如前文所述,Velo3D 开发了一种激光粉末床熔合 (PBF) 技术,用于 3D 打印无支撑结构的金属部件(其核心技术之一)。这是通过基于模拟的打印准备软件、高度控制的打印室气氛和闭环控制相结合实现的。
△无支撑金属3D打印专利结构之一。
凭借新的SapphireXC系统,南极熊希望对3D打印行业产生相当大的影响。Velo3D通过在全球范围内的快速部署取得了巨大进步。高生产率加上更少的支撑结构意味着对于某些特殊领域的零件,Velo3D的技术非常有吸引力。到目前为止,该公司已决定专注于航空航天领域,并将进一步在石油和天然气行业推广它。
Velo3D 通过分析和监控,拥有比其他金属 3D 打印制造商更优越的熔池和工艺控制能力(核心技术 2)。作为一家硅谷初创公司,Velo3D 认为,改善制造的最佳方法是通过更好的软件和优化。
从新机的预付订单来看,客户企业愿意投入巨资购买和使用这项新技术,Velo3D已成为PBF(粉末床金属3D打印)的主流制造商。
此外,新设备还可使用以下材料:F357铝合金、钛合金、Inconel 718和Hastelloy X。Inconel 718是一种航空航天材料,特别适用于燃气轮机部件。同时,Hastelloy X与Inconel 718一样,也是一种用于石油和天然气处理部件的镍基超级合金。
Velo3D 拥有一份“Velo3D”认证材料粉末清单,但该材料体系也对外开放,客户可以使用自己的材料。
钛合金是最常用的材料,另外两种材料支持 Velo3D 的能源和航空航天应用。F357 铝是与 PWR 合作开发的3D 打印材料PWR 是一家动力单元散热器和中冷器公司,其产品广泛应用于赛车领域。EOS 也有 F357,GE 旗下的 AP&C 也有。SLM Solutions 也与霍尼韦尔合作过 F357 项目。Sintavia 提供采用这种材料制成的零件。
F357 铝可以焊接、阳极氧化和涂层,可能用于太空应用,并进一步通过隔热涂层增强性能。该材料也将成为汽车车轮和底盘部件的选择。然而,F357 将是制造金属结构部件的理想选择,无论是在商用和军用航空领域,还是在导弹等应用中。
除了新机器外,Velo3D还宣布旧系统可以升级。之前的Sapphire将在2021年第二季度通过硬件和软件升级升级到Sapphire Gen 2系统。升级后的系统与目前的Sapphire系统相比,生产率和一些成本指标将有10-50%的提升。
Velo3D 还表示,Sapphire XC 采用与 Sapphire 相同的光学设计、涂层器、气流、控制和监控功能。
总而言之,Velo3D在金属3D打印行业再次取得了重大进展,并将带动同行业其他公司的发展。
多激光金属3D打印趋势
南极熊注意到,随着行业应用的深入,下游客户对于打印速度和效率的要求越来越高,各大SLM技术金属3D打印机厂商都在向多激光方向发展。无论是国外的EOS、SLM Solutiuons等,还是中国的Polylite、华曙高科、汉邦科技、亿嘉三维、中瑞科技、新景河等厂商,都推出了2激光、4激光的金属3D打印机,逐渐成为每一家金属厂商的必备产品。
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