Entrevista com especialista:Matt Sand, presidente da 3DEO, fala sobre transformar a impressão 3D de metal em produção de alto volume

Quando se trata de impressão 3D de metal, alcançar uma produção de alto volume é o Santo Graal para a grande maioria das empresas. 3DEO, uma empresa de impressão 3D de metal fundada em 2016, afirma ter conseguido exatamente isso, graças à sua tecnologia patenteada de Camada Inteligente.

Por meio de seu processo de manufatura aditiva, a empresa com sede em LA é capaz de atingir uma produção de alto volume, repetível e automatizada para peças metálicas impressas em 3D. Esta semana, temos o prazer de conversar com o presidente da 3DEO, Matt Sand, para discutir os benefícios de sua tecnologia e comparar os benefícios de custo da impressão 3D em metal com a fabricação tradicional.

Poderia me falar um pouco sobre 3DEO?

3DEO inventou uma nova tecnologia de impressão 3D de metal chamada Intelligent Layering, que é baseada em jateamento de aglutinante. Dois dos co-fundadores da 3DEO, Matt Petros e Payman Toabi, receberam seus PhDs em tecnologia do tipo binder jetting, então eles estão muito familiarizados com essa tecnologia e sabem muito sobre suas vantagens e desvantagens técnicas.

Após a formatura, a equipe inventou uma tecnologia completamente nova, Intelligent Layer, que é completamente nova e única. A tecnologia proprietária é projetada especificamente para produção de alto volume, o que significa que é altamente repetível com uma estrutura de baixo custo.

A tecnologia que inventamos atinge esses objetivos. O Intelligent Layering, assim como o binder jetting, é uma tecnologia de “vinculação e sinterização”. Mas a maneira como o 3DEO liga suas partes no processo de impressão é muito diferente. Ao contrário das impressoras 3D a jato de tinta, nossas máquinas usam um sistema de pulverização proprietário. Como nossas impressoras 3D não usam bicos de jato de tinta, não temos algumas das limitações dos processos de jato de tinta e também temos muita liberdade no que diz respeito à deposição do aglutinante.

Como funciona o processo de Camada Inteligente da 3DEO?

O processo aditivo da 3DEO é baseado em três etapas.


Primeiro, a máquina espalha uma fina camada de pó de metal padrão para moldagem por injeção de metal (MIM). Em seguida, ele pulveriza um fichário em toda a camada. Por último, utiliza uma fresa CNC para definir com precisão a forma da peça em cada camada.

Usamos este processo de fresagem camada a camada para verificar as tolerâncias em uma peça. Pelo que eu sei, temos a melhor tolerância dimensional de qualquer processo de fabricação de aditivos. No momento, estamos imprimindo com tolerâncias de +/- 0,002 polegadas por polegada (+/- 50 mícrons). Temos a capacidade de atingir tolerâncias ainda mais estreitas na próxima geração de nosso hardware.

Outro benefício empolgante de nosso processo que nos ajuda a chegar à produção é a repetibilidade. Não há processos degradantes em nossa tecnologia, o que significa que a décima milésima parte impressa em 3D sai exatamente igual à primeira parte.

Uma vez que entendemos como fazer um componente e como lidar com diferentes variáveis ​​como o Devido ao encolhimento associado aos processos de sinterização em massa, nosso processo é muito robusto e reproduzível.

Finalmente, estamos no caminho certo para automatizar totalmente nossa linha de produção. O trabalho manual é um dos maiores geradores de custos na manufatura aditiva. Mas, uma vez que você tenha uma linha de produção totalmente automatizada que não exige mão de obra para cortar peças da placa de construção, você pode configurar uma linha completa que apenas produz peças. Nesse ponto, a estrutura de custos se torna muito competitiva com a manufatura tradicional.

Isso é o que fazemos agora. Quando se trata de peças pequenas e complexas de aço inoxidável, nossa estrutura de custos é atualmente competitiva com a fabricação tradicional. Temos vários pedidos de clientes na ordem de dezenas de milhares de peças. Apenas algumas semanas atrás, começamos a produção em nosso maior pedido de 28.000 peças.

Acredito que estamos fazendo uma das manufaturas de aditivos de metal de maior volume por aí. Esperançosamente, no próximo ano, receberemos pedidos na casa das centenas de milhares de peças.

Como o 3DEO conseguiu automatizar o processo de produção?

Quando você compra uma impressora 3D da prateleira, não tem quase a flexibilidade que temos com nossas máquinas. Como inventamos a tecnologia, temos acesso root a todos os softwares, hardwares e materiais. Por possuir a tecnologia, temos a flexibilidade para implementar uma solução de automação.

A decisão de não vender suas impressoras foi uma abordagem estratégica deliberada? Isso mudará no futuro?

Sim, foi definitivamente deliberado. Quando você deseja obter componentes de uso final de alta qualidade, ter a impressora é apenas uma parte do processo. Posso até ir mais longe e dizer que é apenas 15% a 20% dos requisitos totais do processo para produzir componentes de uso final.

Com essa perspectiva, você pode ver imediatamente que vender impressoras 3D não é realmente a resposta. Você precisa não apenas possuir a impressora, mas também todo o processo, pelo menos de nossa perspectiva. Portanto, neste momento, não temos planos de vender nossas máquinas.

De quais setores você tem mais demanda por sua tecnologia no momento?

A vantagem de ter uma tecnologia que fabrica peças pequenas e complexas é que ela se aplica a muitos setores diferentes. Equipamentos aeroespaciais, médicos e industriais - temos muitos clientes em todos esses negócios.

Quais são alguns dos benefícios da impressão 3D em metal?

Gostamos de comparar a nossa tecnologia ao MIM porque podemos fabricar peças a um custo semelhante e com uma qualidade semelhante (se não de qualidade superior). As peças MIM são tipicamente 96-97% densas, por exemplo, mas as peças 3DEO são mais de 99% densas.

Ao usar o MIM, os fabricantes podem gastar somas de até seis dígitos em ferramentas, como moldes e matrizes . Essas ferramentas levam de 4 a 6 meses para serem feitas. Certa vez, perguntei a um cliente com que frequência ele acertou o molde da primeira vez, e a resposta foi “quase nunca”. Isso significa que você tem que passar alguns meses retrabalhando o molde - e tudo isso acontece antes de você obter sua primeira peça .

Quando você compara isso com a impressão 3D, o prazo de entrega é em média de uma a duas semanas, e podemos fabricar uma peça que, pelo menos, tão boa quanto a MIM do ponto de vista da qualidade, tem o mesmo preço , mas dá ao cliente a liberdade de design definitiva.

Outro benefício é que produzimos a mesma máquina que fabrica o protótipo e também é usada para fazer a peça de produção. Existem algumas vantagens nisso. Normalmente, quando você está fazendo um protótipo, está usando uma tecnologia diferente da usada na produção. Isso significa que se você fizer testes funcionais, precisará requalificar o processo para garantir que ele possa atingir o mesmo (ou melhor) nível de desempenho dos protótipos.

Então, se eu for de usinagem CNC para MIM, preciso fazer toda a requalificação. Com AM, você está usando a mesma tecnologia para prototipagem e produção, eliminando a necessidade de requalificação.

Que papel você vê a impressão 3D desempenhando ao lado da manufatura tradicional?

Existem algumas categorias principais nas quais a impressão 3D se encaixa. A primeira categoria são as peças que são projetadas especificamente para aditivos. Nessa situação, não há como a manufatura tradicional fazer essas peças.

Há muito trabalho excelente vindo da GE no projeto de manufatura aditiva. Eles fazem muitas peças de motores a jato, trocadores de calor - coisas bastante exóticas que são fabricadas aditivamente.

A segunda categoria é de peças pequenas e muito complexas. Essas peças são possíveis de fazer com a fabricação tradicional, mas o preço da peça é muito caro. Por causa disso, a manufatura aditiva pode competir do ponto de vista do preço.

Quando você olha para as tecnologias de estamparia, por exemplo, depois de investir em ferramentas, você pode obter peças por centavos. A manufatura aditiva nunca competirá com isso. Mas quando você olha para fundição de investimento, usinagem CNC e moldagem por injeção de metal - esses são os três processos principais usados ​​para fazer peças muito complexas.

Considerando peças pequenas e complexas, que são necessárias em volumes menores - estamos falando de 50.000 peças ou menos - a manufatura aditiva ocupará uma grande fatia desse mercado.

3DEO anunciou que aumentará sua capacidade de produção e apresentará novas máquinas. Você poderia nos dizer o que isso significa para o futuro da empresa?

Você não quer adicionar muita capacidade se a tecnologia não estiver madura o suficiente. Mas estamos confiantes o suficiente em nossa tecnologia, e especialmente no hardware de última geração que estamos implementando atualmente, para dizer que estamos prontos para adicionar muito mais capacidade. Até o final do ano, nossa capacidade será de 20.000 peças por dia.

Para colocar isso em perspectiva, quando você olha para alguns dos outros processos aditivos, como fusão a laser, eles são capazes de produzir muito pequenos lotes, talvez 200 a 300 peças por dia.

Como você vê a evolução da manufatura aditiva nos próximos cinco anos?

É emocionante ver o AM ganhando espaço. Hoje todo mundo está falando sobre AM entrando em produção. Tivemos um ciclo de hype em 2012-2013 que deu esperanças a todos, mas a tecnologia não estava pronta.

Mas hoje a tecnologia, a qualidade e o investimento total em I&D e nos processos estão tudo finalmente chegando ao ponto em que veremos muito mais aplicações de produção com impressão 3D.

Mesmo na impressão 3D de metal, existem muitas tecnologias diferentes e há espaço para todas elas. Vemos os incríveis componentes de grandes motores a jato que empresas como a GE estão produzindo com sinterização a laser. 3DEO nunca faria esses tipos de peças grandes - nós realmente nos concentramos em peças do tamanho de um cubo de uma polegada ou menores. Mas é ótimo ver o metal AM amadurecendo e realmente se destacando.

Qual é o maior desafio que a indústria ainda precisa superar?

O maior deles é a garantia de qualidade. Quando você está lidando com usinagem CNC, MIM ou fundição, esses processos são muito bem compreendidos. Por outro lado, AM oferece uma nova maneira de fazer peças de metal, portanto, a qualidade é incerta. O que é crucial, então, é garantir que os processos de qualidade estejam em vigor para garantir que você esteja entregando peças de alta qualidade ao cliente.

O que 2019 reserva para 3DEO?

Estamos realmente focados em nossa primeira fábrica; temos uma capacidade de 13.000 pés quadrados com espaço para até 50 máquinas. Até o final do ano, esperamos que esse fator seja o mais automatizado possível na fabricação. Planejamos produzir dezenas de milhares de peças por dia. Isso prepara o terreno para uma expansão massiva para nós no próximo ano. Esperançosamente, em breve estaremos expandindo na Europa Ocidental, que é um mercado particularmente interessante para nós.

Para saber mais sobre 3DEO, visite:www.3deo.co