Advanced Laser Materials (ALM):聚焦適合生產(chǎn)和特定應用的工業(yè)級粉末

Advanced Laser Materials (ALM)成立于 2003 年，最初的目標是為增材制造市場開發(fā)比尼龍粉末并將其商業(yè)化。從那時起，ALM隨著粉床技術市場的發(fā)展，逐漸將重點轉(zhuǎn)向適合生產(chǎn)和特定應用材料的工業(yè)級粉末。2024年5月，南極熊獲悉，ALM 總裁 Donald Vanelli 和 ALM 銷售副總裁 Darin Chartier 分享了ALM（EOS 已收購）的運營方式、其在更廣泛的增材制造材料市場中的獨特之處以及粉床熔融增材制造的現(xiàn)狀和未來。



EOS收購ALM
總部位于德國的 EOS 是 SLS 3D 打印解決方案的領先供應商，于 2009 年開始收購 ALM，并于 2011 年完成收購。當時，ALM 主要向 OEM 和服務機構(gòu)開發(fā)和銷售與機器無關的粉末。對于在美國市場影響不大的 EOS 來說，與 ALM 合作是一個戰(zhàn)略切入點。

Donald Vanelli 指出：“將 ALM 和 EOS 結(jié)合在一起有機會追求非 EOS 機器的材料業(yè)務并與這些客戶建立關系。在過去 10 年左右的時間里，EOS 在聚合物市場份額方面取得了很大進展�！�

吸引 EOS 加入 ALM 的另一個重要因素是該公司生產(chǎn)特定應用材料的能力不斷增強，比如波音公司用于生產(chǎn) 787 飛機風道的 FR-106 阻燃尼龍。圍繞應用程序進行以客戶為中心是 EOS 收購ALM 的重要原因，Vanelli 表示： “如今，ALM 是 EOS 中央業(yè)務部門的一部分，為非 EOS 系統(tǒng)開發(fā)材料，占整個業(yè)務的 50%。另一半則關注特定應用材料的開發(fā)。因此，如果有項目或需求，可以采用EOS擁有的一些核心材料，然后對其進行修改�！�



定制材料開發(fā)
ALM的定制材料開發(fā)服務采用整體方法，首先考慮公司現(xiàn)有的產(chǎn)品組合。 當客戶致電并要求提供材料時，ALM會啟動應用程序，然后逆向工作：

●如果應用程序適合已有的標準產(chǎn)品，則可以直接使用。
●如果現(xiàn)有的產(chǎn)品不能滿足用戶的要求，則需要與客戶進行具體溝通，進一步明確用戶需求：產(chǎn)品組合中是否有一些可以稍微調(diào)整的東西，或者從頭開始進行研發(fā)。



通常，當 ALM 為特定客戶應用開發(fā)材料時，該材料最終會商業(yè)化并出售給一系列行業(yè)的其他客戶。Chartier 表示：“我們傾向于制造一種適用于更廣泛市場的材料，雖然我們不反對共享知識產(chǎn)權(quán)或讓客戶擁有知識產(chǎn)權(quán)，但最好該材料適用于整個市場。ALM與客戶合作，使客戶始終處于市場領先地位，在市場中獲得先機，包括領先的價格或一段時期的獨家經(jīng)營權(quán)�！�

ALM 憑借其針對特定應用的材料開發(fā)以及將研發(fā)、生產(chǎn)和物流集于一身的全方位生產(chǎn)能力，在粉床市場中脫穎而出。 Vanelli表示ALM 團隊匯集了一群在該行業(yè)平均擁有 10 年或以上經(jīng)驗的人員。這些經(jīng)驗加上公司獨特的設置， ALM 能夠快速開發(fā)材料并將其商業(yè)化，并在需要時擴大生產(chǎn)規(guī)模。

●在生產(chǎn)流程方面，ALM 從原材料供應商處訂購基礎粉末，并在內(nèi)部進行各種類型的混合。 ALM擁有低剪切混合技術和高剪切混合技術，如果用戶想添加填料，則使用低剪切力，而高剪切力混合則用于微量添加劑、顏料、抗氧化劑等的有效分散，ALM還使用高剪切混合塑造粉末顆粒。ALM還具備低溫研磨粉末的能力。 “我們可以低溫研磨約 50 噸，還能夠通過熱處理來改變粉末的熔化或行為方式，以及篩分技術來控制粒度分布”

●在質(zhì)量控制方面，ALM 工廠設有一個通過 ISO 9001 認證的 QC 實驗室。ALM測量其收到的原料粉末和開發(fā)的新材料的各種特性。公司的研發(fā)和生產(chǎn)業(yè)務緊密相連。 Vanelli 解釋道：“研發(fā)團隊擁有所有生產(chǎn)和實驗室能力是件好事，因為歸根結(jié)底，需要為客戶制定經(jīng)濟的解決方案，不能只在實驗室中工作，必須具有可擴展性，而且必須經(jīng)濟。因此，對于從事研發(fā)的人員來說，接觸生產(chǎn)是一件很棒的事情。，會比其他方式更快、更成功地制造產(chǎn)品�！�



ALM 的產(chǎn)品組合
ALM 的粉床熔融材料產(chǎn)品組合十分廣泛，由約 40 種不同的粉末組成，包括芯材、纖維填充粉末、具有特定性能的粉末和可持續(xù)材料。 材料可以分為三個基本類別：工業(yè)品質(zhì)材料、增強材料和可持續(xù)材料。



在標準工業(yè)范圍內(nèi)，ALM 提供許多自己的產(chǎn)品以及 EOS 產(chǎn)品組合中的許多產(chǎn)品。 包括我們已經(jīng)使用了 20 多年的 PA 2200 等材料，以及贏創(chuàng)的 PA 12 和阿科瑪 PA 11，這些是整個行業(yè)的支柱產(chǎn)品。在 ALM，大約 60%的產(chǎn)品組合是非標準的，因此ALM將利用這些核心產(chǎn)品并從中衍生出其他產(chǎn)品。

這些新衍生的材料通常屬于增強材料類別，包括增加靜電耗散和阻燃等特性，這兩者在航空航天和其他應用中都很重要。ALM還有纖維增強材料，如碳纖維、礦物纖維和玻璃纖維。其中一些增強材料具有復合纖維，能夠直接融入顆粒中，從而產(chǎn)生各向同性特性，這是 SLS 傳統(tǒng)上不可能實現(xiàn)的。

在可持續(xù)發(fā)展類別中，ALM 專注于三件事：以可再生方式采購原材料、減少浪費和最大限度地減少環(huán)境影響。在可再生原材料采購方面，ALM 正在與化學公司合作開發(fā)生物基粉末。 現(xiàn)實情況是，部件不會全部進入回收利用，那么我們?nèi)绾翁幚磉@些部件才能確保它們不會對下游環(huán)境產(chǎn)生任何負面影響呢？ALM正在通過多種方式解決這個問題：

●首先，阿科瑪最近發(fā)布了一種生物來源的 PA11，目前正在與 EOS 合作開發(fā)氣候中性的 PA 2200。同時ALM還在開發(fā)可再生來源的聚丙烯。
●其次是制造穩(wěn)定的聚合物，防止在打印過程中降解：ALM一直在與阿科瑪合作開發(fā)鏈端接的 PA 12 產(chǎn)品，很多 TPU 和 PP 材料在 SLS 機器中長時間使用后都具有穩(wěn)定性。穩(wěn)定性的提高可以提高粉末的購買率和使用率，提高未燒結(jié)粉末的重復使用率，并最終最大限度地減少浪費。
●ALM 正在努力使材料更容易降解。 ALM團隊大約花了三年的時間，在聚合物中添加添加劑，使其在環(huán)境中更容易降解。當進入垃圾填埋場時，其中的添加劑將使聚合物開始分解。

應用和趨勢
ALM 在材料開發(fā)和供應方面，商業(yè)無人駕駛航空航天是ALM目前增強材料業(yè)務增長最快的領域。ALM 與 The Drone Bird Company 合作就很好的說明了這一現(xiàn)象， The Drone Bird Company 是一家荷蘭公司，專門生產(chǎn)鳥形無人機，用于阻止真正的鳥類在潛在危險的環(huán)境中飛行或筑巢。



在使用 3D 打印之前，Drone Bird 公司一直使用玻璃纖維和環(huán)氧樹脂的材料組合手工制造無人機，這減慢了開發(fā)和生產(chǎn)時間并影響了盈利情況。 The Drone Bird Company 一開始用泡沫制造無人機機身，但當它墜毀時，會損壞內(nèi)部電子元件。然后他們轉(zhuǎn)向3D打印并向ALM尋求解決方案。ALM推薦 PA 640-GSL材料，這是一種高強度、輕質(zhì)的碳增強尼龍。

The Drone Bird Company在使用該材料和EOS P 396 機器，取得了巨大成功，最終使用該組合來生產(chǎn)無人機的機身和各種蓋板。 PA 640-GSL 不僅有利于為無人機內(nèi)部的電子元件提供保護，而且還因為該材料具有漂浮性，因此當鳥形無人機降落在水中時可以將其回收。此外，3D打印的使用加快了公司的設計、測試和生產(chǎn)流程。

在討論多年來對其材料的需求發(fā)生的變化時，ALM 的領導者表示，最大的轉(zhuǎn)變是從主要向 OEM 和服務機構(gòu)提供用于快速原型制作的材料，轉(zhuǎn)變?yōu)闈M足對具有特定性能的生產(chǎn)級材料不斷增長的需求。

Vanelli 解釋道：“當我開始進入這個領域時，有兩類客戶：擁有快速原型實驗室的原始設備制造商和服務機構(gòu)，他們的需求也主要是原型設計。直到 2010 年代初，這種情況才發(fā)生變化，因為SLS技術的生產(chǎn)應用不斷增加。ALM在過去幾年中的所有增長都集中在用于生產(chǎn)應用的高度專業(yè)化材料領域，不僅僅是材料，工藝和硬件也都實現(xiàn)了專業(yè)化�！�

南極熊獲悉，ALM 將在今年 6 月于洛杉磯舉行的 Rapid + TCT 會議上的 EOS 展位上亮相，感興趣的小伙伴可以關注！