南極熊導(dǎo)讀:又一個(gè)偉大的金屬3D打印技術(shù)即將產(chǎn)業(yè)化了。顛覆性在于:
- 200萬個(gè)激光點(diǎn),速度比傳統(tǒng)激光3D打印技術(shù)快1000倍,讓單個(gè)零件的制造成本大大降低(文末和留言處,可下載技術(shù)的PDF文件);
- 更高分辨率和精度,光斑直徑可小至10微米;
- 區(qū)域處理速度突破擴(kuò)展性的限制。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 17:18 上傳
△每次3D打印一個(gè)15平方毫米的區(qū)域
當(dāng)前SLM金屬3D打印的痛點(diǎn)
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 19:05 上傳
SLM金屬3D打印技術(shù)現(xiàn)在越來越火,為了加大打印尺寸和打印速度,激光器從2個(gè)到4個(gè),再到8個(gè)、10個(gè)、12個(gè),甚至中國(guó)江蘇某公司最新款設(shè)備已達(dá)20個(gè)!但還是存在生產(chǎn)速度低的問題,并且由于飛濺、缺陷和殘余應(yīng)力而產(chǎn)生的嚴(yán)重質(zhì)量問題。
而Seurat 的新型3D打印機(jī)通過區(qū)域打印進(jìn)行操作,從而實(shí)現(xiàn)激光強(qiáng)度的完全控制。調(diào)整熱作用可以最大限度地減少飛濺、控制微觀結(jié)構(gòu)和降低殘余應(yīng)力。Seurat 區(qū)域3D打印技術(shù),使用高速視頻,材料分析和多物理場(chǎng)建模,來表征激光和粉末之間相互作用的影響解決基礎(chǔ)物理問題,可以很好應(yīng)用在能源領(lǐng)域,例如輕型車輛、熱交換器、新型高性能部件。
2021年7月1日,南極熊獲悉,金屬3D打印創(chuàng)業(yè)公司Seurat Technologies最近獲得了4100萬美元(約2.65億元人民幣)的B輪融資,由投資公司Capricorn基金領(lǐng)投。
據(jù)悉,Seurat公司將使用這筆資金繼續(xù)加速“區(qū)域打印工藝”的研發(fā)和商業(yè)化。這是一種創(chuàng)新的3D打印技術(shù),使用200萬個(gè)激光點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)部件的大規(guī)模3D打印。這與EOS此前發(fā)布的近百萬個(gè)二極管激光器來融化材料看起來很相似。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 15:23 上傳
△Seurat200萬個(gè)激光的“區(qū)域打印工藝”,可以打印金屬件
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 16:05 上傳
△EOS的LaserProFusion技術(shù),采用近百萬個(gè)二極管激光器來熔化材料并逐層制造零件,適用于尼龍粉末材料
但是,在技術(shù)原理上并不相同,Seurat的這種新技術(shù)不是增加激光源的數(shù)量,而是使用一種全新的光束處理方法來增加每次的熔化量。常規(guī)的金屬增材制造系統(tǒng)的光斑直徑為100微米,對(duì)于單激光系統(tǒng),就是使用直徑100微米的激光進(jìn)行掃描打印。而Seurat系統(tǒng)將200萬個(gè)激光點(diǎn)射向15平方毫米的方形區(qū)域,每個(gè)光點(diǎn)的直徑大約為10微米,也就是說一次打印一個(gè)區(qū)域。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 20:28 上傳
南極熊剖析一下,可能你會(huì)更容易理解這個(gè)技術(shù)的厲害之處: - 在激光打印照射效率上,Seurat的光斑面積相當(dāng)于15平方毫米,而常規(guī)單激光100微米直徑的光斑面積僅僅為0.0078平方毫米,兩者相差近1000倍,也就是說最多可以實(shí)現(xiàn)單激光系統(tǒng)1000倍以上的熔融效率;
- 在激光打印精度分辨率上,Seurat的精度卻能達(dá)到傳統(tǒng)單激光的10倍。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 17:18 上傳
現(xiàn)有的金屬增材制造中效率比較高的兩種工藝是:電弧熔絲和粘結(jié)劑噴射。電弧熔絲使用基于金屬絲的焊接工藝來沉積材料。然而,電弧熔絲的打印精度很低,能打印的最小特征尺寸在5-10毫米之間。粘合劑噴射法是基于噴墨打印技術(shù),以高生產(chǎn)速率打印毛坯部件,然而打印之后還需要進(jìn)行燒結(jié),兩步法也使這項(xiàng)技術(shù)難以掌握。目前,使用這兩種技術(shù)方法可以實(shí)現(xiàn)400-1,500立方厘米/小時(shí)的打印速度。
Seurat的區(qū)域打印技術(shù)的生產(chǎn)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何現(xiàn)有金屬3D打印技術(shù)。它的打印速度甚至高于電弧熔絲,但它保持了激光粉末床熔融的精度和分辨率,并有可能進(jìn)一步提高表面質(zhì)量和零件的靈活性。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 17:32 上傳
△激光粉末床熔融、電弧熔絲、粘結(jié)劑噴射、區(qū)域打印技術(shù)四種工藝在最小特征尺寸和打印效率方面的對(duì)比
Seurat公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人James DeMuth說:"Seurat正在將一項(xiàng)革命性的技術(shù)推向市場(chǎng),引入新的金融和戰(zhàn)略投資者將極大地幫助公司在商業(yè)化方面邁出下一步。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 15:24 上傳
自2015年成立以來,Seurat公司一直致力于開發(fā)“區(qū)域打印工藝”,并打算推廣給汽車、消費(fèi)技術(shù)和工業(yè)客戶。與現(xiàn)有技術(shù)相比,"區(qū)域打印 "將200多萬個(gè)激光點(diǎn)聚焦到金屬粉末床上,實(shí)現(xiàn)快速打印最終用途的部件。
在汽車領(lǐng)域,Seurat公司認(rèn)為他們的技術(shù)可用于生產(chǎn)汽車備件和下一代電動(dòng)汽車的原型部件。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)因?yàn)榫哂锌蓴U(kuò)展性和無飛濺性,可以成為生產(chǎn)工業(yè)應(yīng)用大尺寸部件的理想選擇。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 15:24 上傳
由于Seurat技術(shù)的生產(chǎn)效率高,可以幫助用戶有效的降低成本。Seurat的區(qū)域打印技術(shù)突破了每個(gè)零件成本的現(xiàn)有障礙,他們的第一代系統(tǒng)與今天的增材制造技術(shù)相比,已經(jīng)可以降低50%的成本。而且將進(jìn)一步提高效率,未來幾代機(jī)器的目標(biāo)是在2030年擊敗傳統(tǒng)壓鑄工藝的制造成本。這將標(biāo)志著增材制造作為一種主流技術(shù)的突破。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 17:36 上傳
△當(dāng)前增材制造成本、未來幾代區(qū)域打印技術(shù)的成本、傳統(tǒng)制造工藝成本對(duì)比
然而,這個(gè)工藝已經(jīng)開發(fā)了至少六年,在2017年獲得了專利,但目前還未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
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200萬激光點(diǎn)的金屬“區(qū)域3D打印”技術(shù),速度提升1千倍,Seurat獲4100萬美元融資
2021-7-1 15:19 上傳
△Seurat Technologies的專利,"一種包括激光器的增材制造系統(tǒng)"
在本輪融資之前,True Ventures于2018年1月投資了Seurat 1350萬美元的A輪,截止目前,Seurat的融資總額超過5790萬美元。
本輪融資除了來自Capricorn的資金,Seurat 公司還獲得了來自全球移動(dòng)通信供應(yīng)商DENSO公司的投資,以及長(zhǎng)期支持者True Ventures、GM Ventures、Porsche Automobil Holding SE、西門子能源和Maniv Mobility的持續(xù)支持。
核心技術(shù)很神秘
Seurat對(duì)相關(guān)技術(shù)很少公開信息,而且這個(gè)公司名字也很神秘。Seurat “修拉”是法國(guó)著名藝術(shù)家喬治·修拉的名字。他開創(chuàng)了一種新的藝術(shù)風(fēng)格,稱為“點(diǎn)彩畫”或“色光畫”。這種風(fēng)格涉及通過放置一系列復(fù)雜的單個(gè)色點(diǎn)來描繪圖像,當(dāng)從遠(yuǎn)處觀看時(shí),這些色點(diǎn)在總體上融合成一幅連貫的畫面。這就像“點(diǎn)陣”繪畫。下面是一個(gè)例子:
難道 Seurat Technologies 的金屬 PBF 3D 打印系統(tǒng)是同樣的邏輯?一個(gè)系統(tǒng),它能夠同時(shí)向粉末床上的像素大小的小區(qū)域提供獨(dú)立控制的能量!實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的瞬間照射,理論上它可以在一次曝光,完成整個(gè)層的打印。
△Seurat 專利 20180326663 描述了一種奇怪的“開關(guān)場(chǎng)光束路由”系統(tǒng),其中激光能量通過多級(jí)變換和轉(zhuǎn)向單元級(jí)聯(lián)。這可能是一種使用單個(gè)強(qiáng)大的激光,然后分成大量獨(dú)立可控光束的方法。這可以實(shí)現(xiàn)提升高度,然后讓激光并行曝光,從而極大地加快打印速度。
應(yīng)用案例
西門子能源燃?xì)廨啓C(jī)主漩渦器
西門子能源是全球領(lǐng)先的增材制造先鋒之一。無論是快速原型設(shè)計(jì)還是制造航空衍生品、燃?xì)夂驼羝麥u輪機(jī)或壓縮機(jī)的零件,它們都可以在更快的時(shí)間內(nèi)被設(shè)計(jì)出來。
更快,具有更高的靈活性,更好的材料,以及優(yōu)化的效率。一個(gè)已經(jīng)投入生產(chǎn)的主要應(yīng)用是燃?xì)廨啓C(jī)漩渦器。這些部件被安裝在西門子SGT 5/6 8000H燃?xì)廨啓C(jī)的一個(gè)先進(jìn)的燃燒系統(tǒng)中,用于混合燃料氣和壓縮空氣。使用增材制造將8個(gè)零件減少到1個(gè)零件,縮短了交貨時(shí)間,并通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了積極的商業(yè)案例。
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2021-7-1 17:43 上傳
△西門子能源燃?xì)廨啓C(jī)主漩渦器
保時(shí)捷電動(dòng)車電機(jī)外殼
鋁制外殼是一種新材料,它比傳統(tǒng)的鑄造件更輕,將傳動(dòng)系統(tǒng)的整體重量減少了約10%,并能減少對(duì)環(huán)境的影響。使用特殊的結(jié)構(gòu),由于采用了3D打印技術(shù),高度受力區(qū)域的剛度也增加了一倍。在工藝創(chuàng)新方面也有更多的潛力創(chuàng)新,如為客戶提供新的定制服務(wù)和備件。這種工藝在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上對(duì)保時(shí)捷都有意義,特別是在特殊和小型汽車系列以及賽車運(yùn)動(dòng)。
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2021-7-1 17:46 上傳
△保時(shí)捷電動(dòng)車電機(jī)外殼
金屬3D打印的規(guī)模化生產(chǎn)
實(shí)際上,Seurat公司不是第一家將目光投向高產(chǎn)量金屬3D打印的公司。SLM Solutions在Formnext Connect展會(huì)上推出了強(qiáng)大的NXG XII 600 3D打印機(jī),具有12個(gè)可同時(shí)打印的1KW激光器,可以進(jìn)行大規(guī)模的零件生產(chǎn)。
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2021-7-1 16:00 上傳
△NXG XII 600 3D打印機(jī) 12個(gè)1KW的激光器同時(shí)燒結(jié)金屬粉末材料
在粉末床熔融(PBF)系統(tǒng)方面,中國(guó)3D打印機(jī)制造商華曙高科在TCT Asia 2021上發(fā)布了一款新的機(jī)器。FS721M-8 配備了8個(gè)1KW的激光器和720 x 420 x 420mm的構(gòu)建體積。
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2021-7-1 16:02 上傳
△華曙高科FS721M-8
此外,Sciaky公司透露,2020年他們的電子束增材制造(EBAM)系統(tǒng)打印了超過12000磅(5443公斤)的鈦。機(jī)器的高沉積率(HDR)以及航空航天和國(guó)防客戶的需求,使其達(dá)到了新的里程碑。
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2021-7-1 16:02 上傳
△Sciaky 的電子束增材制造(EBAM)系統(tǒng)
Seurat 還發(fā)布了一份金屬3D打印白皮書,南極熊分享給你,可直接下載。
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2021-7-1 16:10 上傳
Seurat金屬3D打印白皮書.pdf
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