10 Bintang Baru dalam Perangkat Keras Pencetakan 3D Logam

Pencetakan 3D logam telah memasuki periode unik dalam sejarahnya. Perkembangan perangkat keras, perangkat lunak, dan material memastikannya terus matang untuk membuka kunci aplikasi baru dan menciptakan produk dengan tingkat keandalan yang tinggi.

Hari ini, kami meluncurkan serangkaian artikel yang mengeksplorasi perusahaan inovatif yang mendorong manufaktur aditif logam (AM), dimulai dengan perangkat keras.

Seiring berkembangnya pencetakan 3D logam, produsen perangkat keras baru memasuki pasar untuk mengatasi tantangan saat ini dengan proses baru atau kreativitas yang sudah ada.

Kami telah mengumpulkan daftar perusahaan yang baru-baru ini mengkomersialkan teknologi AM logam yang menjanjikan, atau berencana untuk segera melakukannya – untuk mengetahui siapa, bersama para pemain mapan, yang akan membentuk masa depan dari pencetakan 3D logam.

Perpaduan Tempat Tidur Serbuk Laser

Teknologi Laser Powder Bed Fusion (PBF) tetap menjadi salah satu proses AM logam yang paling populer dan canggih. Namun mengingat tantangan biaya perangkat keras yang tinggi, kecepatan pencetakan yang lambat, dan keterbatasan yang berasal dari sistem berpemilik, ada ruang lingkup yang luas untuk perbaikan.

Beberapa perusahaan di pasar PBF tampaknya telah memecahkan beberapa masalah ini dengan sistem PBF logam yang lebih cepat, terbuka, dan lebih fleksibel.

1. Aurora Labs

Sementara prospek pencetakan 3D komponen logam dengan kecepatan 1 ton logam per hari mungkin terdengar terlalu bagus untuk menjadi kenyataan, produsen printer 3D logam Australia, Aurora Labs, tampaknya akan mencapai hal itu.

Sejak 2014, Aurora Labs telah mengembangkan teknologi pencetakan 3D logam baru untuk memungkinkan pencetakan 3D logam dengan kecepatan yang jauh lebih cepat. Pertama kali diperkenalkan di Formnext 2018, Multilevel Concurrent Printing (MCP™) didasarkan pada teknologi fusi bedak tabur yang sudah dikenal – tetapi hadir dengan sentuhan.

Tidak seperti teknologi bedak tabur tradisional, yang mencetak satu lapis pada satu lapisan. waktu, MCP mencetak beberapa lapisan secara bersamaan dalam satu lintasan.

Jadi bagaimana teknologi itu bekerja? Teknologi MCP memiliki dua elemen kunci:mekanisme pelapis ulang seperti grid dan beberapa sinar laser. Saat pencetakan dimulai, perangkat recoater, yang menampilkan banyak hopper, meluncur di atas print bed, dengan masing-masing hopper menyimpan lapisan bedak yang berbeda dalam satu lintasan.

Saat satu lapisan disimpan, itu menyatu oleh laser, mencapai bubuk melalui celah khusus di recoater. Selama lintasan yang sama, lapisan berikutnya disimpan dan digabungkan secara berurutan oleh laser.

Pada dasarnya, ini berarti beberapa lapisan dapat dicetak dalam satu lintasan, secara signifikan mempercepat proses pencetakan.

September lalu, Aurora Labs melaporkan bahwa printer 3D RMP1-nya, yang didukung oleh teknologi MCP, telah mencapai kecepatan pencetakan 350 kg per hari – suatu pencapaian yang substansial, dibandingkan dengan sekitar 15 kg per hari yang dapat dicetak oleh sistem pada September 2018. 

Mengingat peningkatan ini, Aurora Labs berada di posisi yang tepat untuk menghadirkan salah satu sistem PBF logam tercepat ke pasar, yang berpotensi menyaingi proses manufaktur tradisional dalam hal waktu dan biaya.

2. Buka Aditif 

Sementara banyak produsen printer 3D mapan menawarkan sistem berpemilik, hanya sedikit perusahaan yang memutuskan untuk mengadopsi pendekatan sistem terbuka.

Salah satu perusahaan tersebut adalah Open Additive, spin-off dari Universal Technology Company (UTC), dengan tujuan untuk mengembangkan solusi industri yang dapat disesuaikan dengan berbagai lingkungan dan kebutuhan.

Itulah sebabnya perusahaan telah mengembangkan sistem laser PBF yang terjangkau, yang disebut printer PANDA 3D, dengan beberapa opsi yang dapat disesuaikan, mulai dari arsitektur dan material mesin terbuka hingga parameter terbuka dan teknologi sensor.

Open Additive percaya bahwa salah satu manfaat utama menggunakan sistem terbuka adalah perusahaan dapat mengurangi risiko keusangan, dengan menambahkan lebih banyak kemampuan atau menyesuaikan sistem, seiring dengan berkembangnya teknologi baru yang canggih.

Pendekatan perangkat keras dan material terbuka ini tidak terlalu umum di AM saat ini, tetapi industri menjadi semakin menerima perkembangan tersebut. Dengan upaya seperti yang dilakukan oleh Open Additive, kami mendekati visi teknologi aditif yang fleksibel dan dapat dikonfigurasi yang memberi perusahaan lebih banyak pilihan untuk mendorong inovasi.

3. Sharebot

Dunia pencetakan 3D logam tingkat pemula berkembang pesat, dan peluncuran printer 3D MetalONE dari Sharebot menjadi contoh lain dari tren ini.

Dengan portofolio yang mencakup proses pencetakan 3D plastik utama, hanya masalah waktu sebelum Sharebot pindah ke logam.

Dalam kasus MetalONE, mesin ini merupakan hasil dari proyek yang dikembangkan dari mesin SnowWhite SLS Sharebot untuk bubuk termoplastik, yang diluncurkan perusahaan empat tahun lalu.

Memulai debutnya tahun lalu, mesin ini memiliki bodi yang agak mungil berukuran 65 x 65 x 100 mm. Tetapi meskipun ukurannya kecil, sistem ini menandai langkah maju yang signifikan bagi perusahaan.

Dengan harga di bawah $120.000, MetalONE berada dalam kategori harga yang sama dengan printer 3D logam entry-level lainnya, seperti Xact Metal's XM200 dan ORLAS Creator dari OR Laser, keduanya berbasis teknologi PBF.

Sistem seperti itu semuanya ideal untuk menguji bahan atau desain suku cadang sebelum meningkatkan ke mesin PBF yang lebih besar tetapi juga cocok untuk perhiasan skala kecil dan fabrikasi gigi.

Sangat menarik untuk melihat bagaimana Sharebot, yang dimulai sebagai pengembang printer 3D desktop dasar, secara bertahap mengembangkan penawaran produknya ke printer 3D polimer yang lebih profesional, dan setelah bertahun-tahun melakukan penelitian, telah tiba di tempat pertama pencetak 3D logam.

Ditetapkan untuk membuat pencetakan 3D logam lebih mudah diakses oleh perusahaan kecil dan menengah, Sharebot siap menggunakan ekosistemnya yang sudah berkembang dengan baik untuk memasuki pasar baru pembuatan prototipe logam dan pengembangan produk yang terjangkau.

Deposisi Energi Langsung

Perkembangan di bidang Direct Energy Deposition (DED) sangat melimpah. Teknologi ini menggunakan sumber panas terfokus untuk melelehkan bubuk logam atau kawat, seperti yang ditambahkan pada platform pembuatan.

Perusahaan perangkat keras DED semakin banyak bermunculan, dengan satu bidang pengembangan yang sangat menarik adalah Aditif Busur Kawat Manufaktur (WAAM). Di bawah ini, kami melihat beberapa produsen perangkat keras yang menjanjikan di bidang proses WAAM dan DED berbasis bubuk.

4. WAAM3D

Pada tahun 2020, pasar WAAM tetap kecil, dengan segelintir perusahaan yang secara aktif mengembangkan teknologi pencetakan 3D logam ini.

WAAM3D mungkin adalah salah satu nama yang kurang dikenal di bidangnya, tetapi perusahaan telah melakukan banyak penelitian sebelum memutuskan untuk membawa teknologinya ke pasar.

WAAM3D didirikan pada tahun 2018 untuk mengkomersialkan kekayaan intelektual Universitas Cranfield di bidang WAAM.

Menurut perusahaan, kurangnya rantai pasokan – yaitu perangkat lunak, perangkat keras yang dirancang WAAM, bahan mentah, pelatihan dan layanan – telah menghambat adopsi proses WAAM yang layak untuk industri, meskipun keuntungan bisnisnya telah terbukti .

Perusahaan ini bertujuan untuk menciptakan rantai pasokan seperti itu dan mempromosikan penggunaan WAAM di seluruh industri kedirgantaraan dan pertahanan, minyak dan gas, energi dan nuklir.

Sejauh ini, WAAM3D telah berhasil mempublikasikan beberapa aplikasi teknologinya. Salah satunya adalah bagian titanium, bejana bertekanan sepanjang 1 m, yang telah diproduksi untuk Thales Alenia Space. Dengan menggunakan WAAM untuk memproduksi komponen ini, tim menghemat lebih dari 200 kg material per item dan mampu menggabungkan dua bagian kapal menjadi satu.

Awal tahun ini, WAAM3D menyelesaikan Seri A pertamanya putaran pendanaan, yang akan membawa perusahaan lebih jauh dalam mengkomersilkan teknologi WAAM.

5. AML3D

AML3D adalah perusahaan lain yang yayasannya terinspirasi oleh Cranfield University. Managing Director AML3D, Andrew Sales, belajar di Cranfield dan terpesona oleh potensi teknologi, mendirikan biro layanan WAAM di Australia pada tahun 2014. 

Pada tahun 2019, perusahaan mendapatkan sertifikasi dari badan akreditasi industri pelayaran global, Daftar Lloyd. Dengan sertifikasi yang ada, AML3D mengirimkan bagian pertamanya ke pelanggan kelautan:satu set cincin aus baja tahan karat martensit.

Awal tahun ini, AML3D juga mengungkapkan bahwa mereka sedang mempersiapkan pengiriman printer 3D berbasis WAM pertamanya, yang disebut Arcemy, kepada ST Engineering, pemimpin di bidang kedirgantaraan dan pertahanan. Sistem Arcemy menggabungkan pengelasan, desain perangkat lunak CAD, dan teknologi robotika, untuk menghasilkan suku cadang logam berkualitas industri, format besar, dan padat sepenuhnya.

AML3D berharap teknologi pencetakan 3D-nya akan bermanfaat antara lain di sektor maritim , membantu mengurangi waktu tunggu dan memfasilitasi pembuatan dan perbaikan kapal.

6. Aditif Logam Besar

Gagasan untuk mendorong pencetakan 3D format besar ke depan. juga mengilhami fondasi Big Metal Additive (BMA). Perusahaan rintisan ini telah mengembangkan metode AM berbasis busur kabel untuk membuat struktur desain besar dan kompleks dari aluminium.

Dengan volume bangunan lebih dari 15 kaki kubik dan laju pengendapan hingga 5 kaki kubik lbs (sekitar 2,27 kg) per jam, alat berat BMA dioptimalkan untuk membuat rangka, sasis mobil, penutup, perkakas dan perlengkapan, balok dan elemen arsitektur.

Faktor pembeda lain untuk sistem BMA adalah bahan. Sebagian besar printer 3D logam hanya berfungsi dengan paduan khusus yang mudah meleleh dan menyatu. Big Metal menggunakan delapan paduan las busur aluminium komersial, yang jauh lebih murah. Perusahaan juga mengharapkan untuk menambahkan baja tahan karat dan perkakas, superalloy dan titanium di masa depan.

‘Kami ingin proses yang kami rancang dapat tersebar luas. Kami menginginkannya di mana-mana, mulai dari toko hot rod hingga pemeliharaan hingga toko desain prototipe', kata pendiri dan presiden perusahaan, Slade Gardner, dalam sebuah wawancara dengan ASME.

Rencana perusahaan tampaknya benar-benar ambisius, tetapi cukup alami untuk perusahaan yang ingin mendorong AM logam ke ranah manufaktur format besar.

7. Grup CHIRON 

Beberapa bulan yang lalu, CHIRON GROUP, produsen global peralatan CNC, terjun ke dunia AM, dengan mengembangkan printer DED 3D pertamanya, AM Cube.

Tapi apa yang mendorong langkah besar ke arena pencetakan 3D?

Dengan menambahkan teknologi AM ke dalam portofolio produknya, CHIRON bertujuan untuk menyediakan paket solusi manufaktur yang lengkap. Ditujukan untuk komponen besar dan kompleks, AM Cube memperluas kompetensi inti perusahaan yang ada yang berfokus pada permesinan dan otomatisasi logam.

Menargetkan aplikasi di bidang kedirgantaraan, energi, manufaktur alat, dan industri lainnya, sistem 3D mencetak di dekat bagian bentuk jaring tetapi juga mampu melapisi dan memperbaiki komponen.

Salah satu fitur menarik dari AM Cube adalah modularitasnya. Printer 3D telah dirancang sehingga hingga tiga kepala cetak dapat diubah selama proses pencetakan atau pelapisan aktif.

Selain itu, Chiron telah memastikan untuk memungkinkan penggunaan kawat dan bubuk untuk meningkatkan fleksibilitas mesin. Itu karena pelapisan dengan bubuk adalah proses yang umum digunakan di banyak pengaturan industri, sementara DED berbasis kawat memberikan karakteristik keamanan dan pengurangan limbah yang lebih baik.

Sekarang CHIRON membuat fasilitas, di mana ia akan menggunakan 3D barunya. printer untuk memproduksi komponen yang lebih besar, dengan waktu pengadaan yang lama dan harga material yang tinggi.

8. Formal

Formalloy telah ada sejak awal tahun 2016, tetapi dalam 4 tahun itu, perusahaan percetakan 3D logam DED telah cukup terkenal.

Teknologi pemenang penghargaan Formalloy dikatakan mampu mencetak dengan salah satu daftar paduan logam terlengkap di pasaran. Selain itu, sistem DED-nya dilengkapi dengan teknologi laser cahaya biru, untuk membuat bagian berbentuk jaring-dekat dengan diameter yang membentang 1 mm hingga 1 m, dengan laju pengendapan hingga 15 lbs per jam.

Sistem seri-X terbaru perusahaan juga dilengkapi pengumpan bubuk Formfeed yang memungkinkan pencetakan 3D dengan struktur gradien/bi-logam.

Dengan tren yang berkembang menuju pemantauan dalam proses, Formalloy menerapkan teknologi kontrol loop tertutup ke dalam seri-X, memungkinkan sistem untuk memantau kualitas dan akurasi build secara real time.

Berkat kemampuannya untuk memproduksi komponen besar dan memperbaiki suku cadangnya, printer 3D Formalloy diadopsi oleh orang-orang seperti NASA dalam serangkaian proyek R&D untuk menyelidiki skalabilitas AM format besar.

Dengan mengembangkan solusi yang diarahkan pada pengurangan biaya dan fleksibilitas material, Formalloy berusaha menangkap sebagian dari pasar DED yang sekarang menjadi kategori teknologi yang lebih ramai.

Fotopolimerisasi logam

9. Inkus 

Incus GmbH, spin-off dari vendor printer 3D keramik Austria, Lithoz, memulai proses pencetakan 3D fotopolimerisasi logam barunya di Formnext pada tahun 2019. 

Teknologi di balik printer 3D barunya berbasis pada teknik polimerisasi tong, seperti SLA dan DLP, yang menggunakan bahan resin cair. Incus, di sisi lain, telah mengembangkan proses yang memungkinkan pengawetan bahan fotoreaktif yang diisi logam, menggunakan proyektor cahaya yang kuat. Bagian-bagian yang dicetak 3D menggunakan teknologi tersebut harus menjalani pelepasan ikatan dan sintering untuk mencapai sifat akhirnya.

Keuntungan potensial dari proses ini dibandingkan teknik AM logam lainnya mencakup kemampuan untuk bekerja dengan logam baru yang 'tidak dapat dilas', ditingkatkan keamanan (karena menghindari serbuk di udara), meningkatkan akurasi dan, karena berbasis cahaya, kecepatan pembuatan lebih cepat.

Teknologi ini diperkenalkan ke pasar pada akhir 2019 di bawah seri Hammer dari printer 3D dan sekarang beroperasi untuk beberapa pelanggan beta. Incus terus menyempurnakan teknologinya dan ingin membuka lebih banyak aplikasi di sektor medis, otomotif, kedirgantaraan, dan perhiasan.

Pengaliran Bahan

10. Triton

Hampir semua proses pencetakan 3D berfokus pada pencetakan objek yang sebenarnya, dengan satu pengecualian adalah pencetakan cetakan 3D untuk pengecoran.

Start-up Israel, Tritone, telah mengembangkan teknologi unik MoldJet yang memutarbalikkan gagasan proses pencetakan 3D yang biasa:alih-alih mencetak 3D objek yang diinginkan, printer 3D Tritone membuat cetakan terlebih dahulu dan kemudian mengisi itu dengan pasta logam atau keramik, sementara pisau presisi menyeka bahan berlebih untuk meninggalkan lapisan yang halus.

Material kemudian menjalani tahap pemrosesan termal untuk mengeraskannya, diikuti dengan inspeksi untuk menganalisis kualitas lapisan. Setelah selesai, bagian diambil dari baki dan ditempatkan ke dalam rendaman ultrasonik yang melarutkan bahan cetakan untuk meninggalkan bagian hijau yang kuat, siap untuk langkah sintering akhir.

Salah satu keuntungan utama dalam menggunakan MoldJet dibandingkan proses pencetakan 3D lainnya adalah kemampuan untuk menggunakan bubuk Metal Injection Moulding (MIM) standar, yang dapat menurunkan biaya material. Bahan MIM serbaguna dan umumnya tersedia di mana-mana, pada tingkat harga komoditas.

Selanjutnya, Tritone mengatakan suku cadang dapat memberikan kepadatan hingga 99 persen, dengan kualitas yang mirip dengan suku cadang MIM.

Saat ini, Tritone berfokus pada pengembangan lebih lanjut dan pengujian mesin yang didukung oleh teknologi MoldJet. Akan menarik untuk melihat bagaimana teknologi baru akan diterima di pasar, ketika perusahaan akan mengkomersialkan printer 3D logamnya, dengan peluncuran yang direncanakan pada akhir tahun ini.

Perangkat keras pencetakan 3D logam canggih 

Pencetakan 3D logam adalah salah satu teknologi dengan pertumbuhan tercepat saat ini, dan salah satu alasan pertumbuhan ini adalah evolusinya yang berkelanjutan.

Produsen perangkat keras baru yang bergabung dengan industri AM adalah salah satu kekuatan pendorong di balik evolusi ini, karena mereka bertujuan untuk mengembangkan proses yang mengatasi tantangan mesin yang sudah ada.

Persaingan yang berkembang di pasar pencetakan 3D logam memicu inovasi. Namun, untuk memaksimalkan perangkat keras AM logam yang inovatif, ia juga harus didukung oleh kemajuan di bidang lain, seperti pengembangan material dan perangkat lunak.

Hanya dengan menciptakan ekosistem yang mendukung penggunaan pencetakan 3D logam yang andal dan berulang, baik perusahaan baru maupun perusahaan yang lebih mapan dapat menjadikan AM logam sebagai solusi manufaktur yang berharga.

Nantikan artikel kami selanjutnya yang membahas tentang bintang yang sedang naik daun dalam bahan cetak 3D logam.