専門家のインタビュー：金属3D印刷の機能の拡張に関するVELO3Dの技術パートナーシップ担当副社長

金属3D印刷は革新的なテクノロジーかもしれませんが、課題がないわけではありません。これは、印刷を成功させるために、時間のかかる設計上の考慮事項、後処理、およびある程度の試行錯誤を必要とするプロセスです。これらおよびその他の関連する課題を解決するために、カリフォルニアを拠点とする会社VELO ^3D は、昨年、レーザーベースのサファイアメタル3Dプリンターを発表しました。

4年間の開発の結果、Sapphireプリンターは、IntelligentFusion™テクノロジーとFlow印刷準備ソフトウェアという2つの重要な要素を誇っています。 2つの機能は連携して機能し、再現性の向上やサポートのない印刷など、ゲームを変える可能性のあるメリットを実現します。特に後者は、サポート構造を必要とせずに極端なオーバーハングを印刷できるSapphireプリンターの機能のおかげで可能です。

今週の専門家インタビューでは、テクノロジー担当副社長のZacharyMurphreeと話をします。 VELO でのパートナーシップ ^3D 、IntelligentFusion™テクノロジーの価値、最も魅力的なアプリケーション、および金属AMセクターの次のステップについて説明します。

VELOについて少し教えてください ^3D ？

VELO ^3D 金属積層造形の用途拡大を目的に設立されました。

創業のきっかけとなったのは、創業者のベニー・ブラーが生産用の部品を作ろうとしたときに経験した積層造形に対する欲求不満でした。 Metal AMは、コストのかからない複雑さや製品開発プロセスの加速など、これまでの約束の一部を実現できていませんでした。

メタルAMの周りには、まったく真実ではない大きな論点がいくつかあります。私たちの目標の一部は、そのフラストレーションを解消し、アプリケーションの範囲を拡大して、メタルAMが実際にその約束を果たすようにすることです。

この目標を達成するために、プロセスの基本的な物理学を理解するために、プロセスをもう一度見直しました。プロセスを完全に理解することで、以前は印刷できないと考えられていたものを印刷し、積層造形に費用対効果が高いと見なすことができる形状の範囲を拡大できるシステムを開発しました。

このようにして、SapphireメタルプリンターとFlowソフトウェアの2つの主要製品を開発しました。これら2つの製品は、他のシステムでは製造できない部品の3D印刷を可能にするシステムを構成しています。

VELO ^3D は昨年、Sapphireプリンターでステルスモードから抜け出し、International Manufacturing TradeShowで同社を公開しました。あなたのシステムはどのような価値を市場にもたらしますか？

私たちが強調しようとしている重要なことの1つは、私たちのテクノロジーが単なる物理的なハードウェアではないということです。 Sapphireプリンターは、私たちのソリューションの中で最も目に見える部分ですが、それは1つのコンポーネントにすぎません。システムが実行できることを実行できるようにするには、フロー印刷準備ソフトウェアが必要です。このプロセスは他のシステムでは実行できません。実行中のプロセスを有効にするために、ハードウェアをゼロから開発する必要がありました。

この組み合わせにより、プロセス制御に至るまで、サポートのない製造を実現できます。 VELO ^3D 当初からそれに焦点を当ててきました。プロセスを制御し、非常にタイトなウィンドウで実行することにより、サポートなしで非常に低い角度のオーバーハングでパーツを印刷できます。

テクノロジーはどのように機能しますか？

プロセスはCADジオメトリから始まります。 STLファイルのようなテッセレートされたファイル形式ではなく、基盤となるCADジオメトリを使用します。 CADファイルは最初にフロー印刷準備ソフトウェアにインポートされます。

このソフトウェアを使用すると、パーツの向きを変えてサポートを配置できます。これは、既存のソフトウェアソリューションの一部で実行できるものと多少似ています。ただし、ここでの違いは、Flowソフトウェアが非常にプロセスを認識していることです。ハードウェアと共同開発されているという事実は、それが非常に緊密に統合されたシステムであることを意味します。

このソフトウェアは、パーツが変形するタイミングやビルド中にサポート障害が発生するタイミングなどの要因を予測することもでき、印刷が開始される前でも方向とサポートに関するフィードバックを提供できます。

また、形状を事前に変形して、印刷の最後にマシンから出る部分が正しい形状になるようにする変形補正機能もあります。これは熱シミュレーションソフトウェアです。

印刷準備ソフトウェアの最後の部分は、パラメータの割り当てです。これもハードウェアと緊密に統合されているため、パーツの形状に非常に固有の方法でツールパスのパラメータを定義できます。これらのパラメータは、従来の金属積層造形システムのいくつかから得られるものよりもはるかに微妙です。

これらすべてを組み合わせることで、多くのプロセスインテリジェンスを含む印刷ファイルが得られます。そのため、私たちはテクノロジーをインテリジェントフュージョンと呼んでいます。

Sapphireプリンターは、これらのビルド命令を非常に制御された方法で実行するように設計されています。私たちの成功の多くは、雰囲気、チャンバー、粉末床、ガスの流れを非常に厳密に制御するだけでなく、プロセス自体も制御することで構築されています。

システムにあるものの1つは、プロセスを成功させるための目標温度に到達できるようにする閉ループメルトプール制御システムです。また、他のシステムでは実行できない方法で部品を構築できる非接触リコーターもあります。

テクノロジーが解決している特定の課題について詳しく教えていただけますか？

顧客と話すとき、エンジニアが製造技術として金属AMを使用することに熱心であることを確かに見ました。

しかし、30年の歴史があるにもかかわらず、まだたくさんあります特に、確立された製造方法と比較した場合、部品の製造方法が未成熟です。

部品を印刷する場合、そもそも印刷可能にするのは難しいことがよくあります。その多くは、幾何学的な制限に帰着します。この最大の例は、標準の45度ルールです。これは、水平から45度未満のサポートされていないオーバーハングを印刷できない場合です。これは標準ですが、人々はそれを少し低く押しています。材料と機械に応じて、40度または35度に達することができます。

いくつかの革新がありましたが、これはまだかなり根本的な制限です。これは、後で取り外すことが不可能ではないにしても非常に難しい場所にサポートを配置しなければならないことがよくあることを意味します。

トロイダル形状の中空ドーナツに見える部品であるポンプハウジングまたはターボハウジングの渦巻きを見ると、内側のサポートはそれが金属の良い候補ではないことを意味します午前。

シュラウド付きインペラは別の課題です。長い間、人々はそれらの部品を印刷することを望んでいましたが、本当に苦労していました。

ガスタービンの分野では、ブリスク、ブレード、ステーター静脈がすべて添加剤の候補として適していますが、それらを正常に印刷するために追加する必要のあるサポートの量により、AMは理想的ではありません。解決。そうでなければ、これらの部品は他の方法で製造するのがかなり難しいため、3D印刷の非常に良い候補になります。

したがって、印刷能力を5に下げることで、設計の限界を押し上げることができます。 -良好な表面仕上げのサポートなしで10度、さまざまなアプリケーションを可能にします。

他の金属3D印刷技術と並んで、自分の技術をどのように位置付けていますか？

それはあなたがしていることに依存します。現在、メタルAMでかなり成功しているアプリケーションがあります。 VELO を使用することでメリットが得られるかもしれません ^3D 生産を加速するためのサポートフリーテクノロジー。しかし、結局のところ、他のシステムで本当に良い部品を印刷している人々がいます。

ですから、添加剤の観点から言えば、テーブルには多くの異なるプレーヤーのための余地があることは間違いありません。 AM業界の規模を従来の製造業の規模と比較すると、犬食いの世界になる前に成長する余地がたくさんあります。

私たちのテクノロジーは現在のテクノロジーの多くに取って代わることができると考えていますが、それは他のテクノロジーにも余裕がないという意味ではありません。

VELOの最大の成長機会はどの業界で見られますか ^3D ？

当然のことながら、航空宇宙は3D印刷を早期に採用してきたため、主要産業です。理由は非常に明確です。高価値の製造を行っており、製造に費用がかかる部品があり、幾何学的に複雑なため、金属AMの恩恵を受けることができます。

そして航空宇宙産業は広大です。推進力があり、ガスタービンや、ロケットエンジンなどの非空気呼吸アプリケーションに分解できます。これは、もう1つの非常に優れたアプリケーションです。次に、航空構造（実際の構造コンポーネント）と宇宙の衛星構造があります

電子側、特にエンクロージャーや無線周波数コンポーネントの周りにも多くのアプリケーションがあります。熱交換器は、形状によっては、従来の方法では製造が難しいもう1つのコンポーネントです。したがって、航空宇宙では、追跡することがたくさんあります。

次に、主に航空宇宙にいくらか似ているため、産業用途での金属AMの機会があります。それほど価値はありませんが、アプリケーションには、流体動力コンポーネントまたはその他のポンプ、マニホールド、熱交換器タイプの部品が含まれる場合があります。

顧客から連絡があったときに目にする最大の問題点は何ですか？

最大の課題は、印刷できる形状にあります。

業界がより広く受け入れられるために取り組む必要があるもう1つの大きなことは、部品間のばらつきです。金属AMの部品を設計するエンジニアであり、それらが重要なコンポーネントである場合、金属添加剤を使用できるようにするには、設計許容値にかなり大きな打撃を与える必要があります。

その理由システムから出てくる素材の一貫性は、必ずしもあなたが望むものではないということです。入手する可能性のある最も弱い部分を考慮して設計する必要があります。つまり、特に軽量化やパフォーマンスの向上に関しては、AMの機能の一部を十分に活用できていません。あなたはあなたの部分に多くのマージンを組み込む必要があります。

私たちがシステムで対処しようとしていることの1つであり、多くの組み込みの計測機能を備えているのは、パーツツーパーツ、ビルドツービルド、および機械ごとのばらつき、およびエンドパーツの機械的特性。

これは、メタルAMの使用にまだ躊躇しているため、多くの扉を開くものであり、人々は、最後に何が出るかについて100％自信がありません。日。

メタルAMテクノロジーを採用したいが、どこから始めればよいかわからない企業にどのようなアドバイスをしますか？

AMテクノロジーの採用にはさまざまな動機があります。一部の人々は、メタルAMを採用するという企業の意欲を持っています。しかし、それは必ずしも金属添加剤の説得力のある事例につながるものではありません。

金属添加剤を必要とするやむを得ない理由があることは本当に重要だと思います。多くの場合、企業は次のように言います。「金属添加剤でまったく同じ部品を作ったらどうなるでしょうか。コスト比較はどのように行いますか？すべてをマトリックスにまとめて、最も費用対効果の高いものを見つけますか？」それは必ずしも金属添加剤が提供するすべてを利用しているわけではありません。

それに関して言えば、金属AMは製造ツールボックスのもう1つのツールです。移行するには苦痛が必要です。したがって、作成する必要のあるパーツが必要であるか、他の製造技術で作成するのが難しいか、または新しい機能と新しいジオメトリを設計する必要がある最終製品からより多くの機能が必要です。

AM業界の現状をどのように説明しますか。また、今後5年間でどのように進化していくと思いますか。

メタルAMは成熟しています。企業が成功裏に生産を開始した明確な事例がいくつかあります。変曲点に達しており、実際に生産される部品の数は増え続けています。

5年後、かなり規模を拡大し、数百のこれらのシステムをフロアに設置して、長期契約で部品を製造している多くの契約製造業者を目にするでしょう。業界は長い間それに向けて取り組んできました。

人々は、解決策としての金属添加剤に自信を持っています。 VELO ^3D の 私たちの目標は生産を加速し、印刷の最後に出てくる部品の品質に人々に自信を与えることであるため、テクノロジーはその点で大きな役割を果たします。

これら2つのことを組み合わせると、今日は疑わしいかもしれないが、AMの候補として本当に適している可能性のあるアプリケーションをさらにたくさん取り入れることができます。

あなたがワクワクしている特定のトレンドはありますか？

私たちが目にするエキサイティングなトレンドはかなりあります。

私が特に興奮している分野の1つは、特にロケットや小型衛星を中心とした宇宙市場です。

革新的なものがあります迅速に反復し、開発サイクルが速い企業。彼らは、 VELO の機能とうまく調和した高価値のエンドパーツを探しています ^3D の サファイアシステム。それは急速に採用され、かなりの量で成長するように設定されている市場です。

もう1つの素晴らしい点は、市場に多くの隣接関係があり、より伝統的な航空宇宙市場にも影響を与えていることです。これらの小規模で高速な企業は、今後5年間で、主要な防衛産業の請負業者や航空宇宙企業を引き込むことになるいくつかの問題を解決することができます。

VELOでの材料開発はどのように見えますか ^3D ？材料ポートフォリオをさらに拡大する計画はありますか？

現在、Inconel718とTi64で印刷しています。私たちは顧客主導を目指しているため、将来の材料開発は強力なビジネスケースによって推進されます。

他のチタンやアルミニウムには強力なビジネスケースがありますが、必ずしも他の金属AMメーカーからの一般的な製品と同じ材料であるとは限りません。私たちは、特定の顧客のニーズに対応し、今日必ずしも可能であるものではなく、市場が求めているものに対応したいと考えています。

VELO ^3D は最近Praxairと提携しました。このパートナーシップはあなたにとってどのような意味がありますか？

私たちはPraxairSurfaceTechnologiesと本当に素晴らしい関係を築いてきました。彼らは当社の認定粉末ベンダーの1つです。

私たちは、お客様が高品質の原料にアクセスできるように努めており、Praxairはそのサプライヤーです。彼らと一緒に、私たちは新しい合金の開発に取り組んでおり、お客様がサプライヤーから入手している合金に満足していることを確認しています。

立ち上げ以来、顧客からの反応はどうでしたか？

ポジティブです。私たちがここで取り組んでいることの全容と、メタルAMを取り巻くソフトウェアとハ​​ードウェアに存在する多くの問題を解決するために私たちがどのように着手したかを見て、お客様が興奮していることは間違いありません。 。これは、顧客主導の企業であることを意味します。顧客が直面する課題を理解し、生活をより良くするためのソリューションを開発することです。

一般的に、私はここ VELO でツアーを行うのが大好きです。 ^3D 、応答は常に非常に熱心であり、人々はテクノロジーを使い始めて社内に持ち込むことに本当に興奮しているように見えるからです。

最後に、2019年のVELOはどのようになりますか ^3D ？

2019年は VELO にとって本当にエキサイティングな年になるでしょう ^3D 。私たちは市場に参入し始めており、人々は私たちの会社と能力をはるかに意識するようになっています。システムと、システムに印刷された部品、およびシステム自体の両方の需要が見られます。

私たちにとって、今年はサポートフリーテクノロジーの年になります。 VELO をデザインする人々を獲得し始める ^3D 彼らの最終製品に。

Velo ^3D の詳細については 、アクセス：www.velo3d.com