Binnenkijken bij 3DEO: President Matt Sand legt uit hoe Intelligent Layering hoge-volume metaal 3D-printen drijft

Voor de meeste fabrikanten is het doel van hoge-volume metaal 3D-printen een benchmark van succes. 3DEO, opgericht in 2016, stelt dat zijn gepatenteerde Intelligent Layering-technologie die benchmark realiteit heeft gemaakt.

Door gebruik te maken van zijn additieve proces, levert het Los Angeles-gebaseerde bedrijf hoge-volume, herhaalbare en geautomatiseerde productie van metaal 3D-geprinte onderdelen. We spraken met President Matt Sand over de voordelen van de technologie en de kostenvergelijking met conventionele productie.

Kunt u me wat vertellen over 3DEO?

3DEO was pionier in Intelligent Layering, een binder-jetting-afgeleide technologie ontwikkeld door mede-oprichters Matt Petros en Payman Toabi, beiden PhDs in binder-jetting wetenschap. Hun expertise maakte de creatie mogelijk van een uniek, hoge-volume-georiënteerd proces dat lage-kosten, hoog-herhaalbare onderdelen levert.

Na hun doctoraalwerk te voltooien, engineerde het team Intelligent Layering – een eigenaardig systeem expliciet ontworpen voor hoge-volume productie, leverend uitzonderlijke herhaalbaarheid en kostenefficiëntie.

Intelligent Layering werkt als een bind-en-sinter proces, maar 3DEO wijkt af van traditionele binder jetting door een eigen spraysysteem te gebruiken in plaats van inktjet-nozzels. Dit elimineert gangbare inktjet-beperkingen en biedt grotere flexibiliteit in binder-depositie.

Hoe werkt 3DEO's Intelligent Layering proces?

Intelligent Layering volgt een drie-stappen workflow:

1. Een dunne laag standaard MIM-metaalpoeder wordt verspreid over het bouwplatform.
2. Een binder wordt over de gehele laag gespoten met het eigenaardige spraysysteem.
3. Een CNC eindfrezen vormt de geometrie van het onderdeel met precisie op elke laag.

Deze laag-voor-laag freesbenadering garandeert uitzonderlijke dimensionele nauwkeurigheid – momenteel ±0.002 inches per inch (≈50 µm). 3DEO gelooft dat het de strakkste toleranties biedt onder additieve manufacturing methoden, met toekomstige hardware die toleranties nog verder kan strakken.

Herhaalbaarheid is een ander sleutelvoordeel. Omdat het proces geen afnaamende stappen heeft, matcht het tienduizendste onderdeel de eerste in kwaliteit en dimensies.

Na het meesteren van componentontwerp en rekening te houden met krimp tijdens bulksintering, bewijst het proces robuust en herhaalbaar te zijn.

Volledige automatisering is een strategische prioriteit. Door handmatige arbeid voor na-bouw verwijdering en hantering te elimineren, verlaagt 3DEO de kosten dramatisch, brengend de prijsstructuur in lijn met conventionele productie.

Vandaag de dag rivalt 3DEO's kostenstructuur voor kleine, complexe roestvrij-staal componenten traditionele methoden. We hebben orders in de tienduizenden bevestigd, met productie net gestart op een 28.000-onderdelen run.

3DEO staat onder de hoogste-volume metaal additieve fabrikanten. Volgend jaar anticipeert het bedrijf orders in de honderdduizenden.

Hoe heeft 3DEO het productieproces weten te automatiseren?

In tegenstelling tot commerciële 3D-printers, geeft 3DEO's in-house uitvinding volledige controle over software, hardware en materialen, wat naadloze integratie van automatisering over de gehele workflow mogelijk maakt.

Was de beslissing om uw printers niet te verkopen een bewuste strategische aanpak? Zal dat ooit veranderen in de toekomst?

De keuze om printers niet te verkopen is intentioneel. Voor eindgebruik-componenten telt de printer voor slechts ongeveer 15-20% van de gehele productieketen. 3DEO focust op het leveren van het complete proces, niet alleen de machine.

Daarom centreert 3DEO's strategie zich op het bezitten van de gehele waardeketen. Gevolgelijk heeft het bedrijf geen huidige plannen om zijn printers te commercialiseren.

Uit welke industrieën ziet u op dit moment de meeste vraag naar uw technologie?

Kleine, complexe onderdelen zijn waardevol over meerdere sectoren heen, en 3DEO dient luchtvaart, medisch en industriële apparatuur markten.

Wat zijn enkele voordelen van metaal 3D-printen?

In vergelijking met metaal injectiegieten (MIM), levert 3DEO vergelijkbare of superieure kosten en kwaliteit. Terwijl MIM-onderdelen 96-97% dichtheid bereiken, overschrijden 3DEO-onderdelen 99% dichtheid.

MIM-gereedschappen kunnen zes-cijfer bedragen kosten en 4-6 maanden duren om te fabriceren, vaak meerdere iteraties vereist voordat een functionele vorm bereikt is – kosten geleden voordat het eerste onderdeel geproduceerd is.

In tegenstelling, levert 3DEO's proces onderdelen in 1-2 weken met vergelijkbare kosten en kwaliteit, terwijl het ongekende ontwerpvrijheid geeft.

Omdat prototypes en productie-onderdelen op dezelfde machine gefabriceerd worden, is er geen noodzaak voor proces-herkwalificatie, wat validatie stroomlijnt en time-to-market reduceert.

Welke rol ziet u voor 3D-printen naast traditionele productie?

3DEO ziet twee primaire rollen voor 3D-printen ten opzichte van conventionele methoden: 1) Alleen-additieve ontwerpen die niet geproduceerd kunnen worden door traditionele middelen, en 2) complexe, lage-volume onderdelen waar additieve manufacturing kosteneffectief is.

Industrieleiders als GE produceren al straalmotor-componenten en warmtewisselaars met additieve technieken, illustrerend het potentieel voor complexe, hoge-prestatie onderdelen.

Voor kleine, hoog complexe onderdelen – hoewel produceerbaar via CNC of MIM – maken de hoge gereedschapskosten additieve methoden prijscompetitief.

Terwijl stempelen onverslaanbaar blijft voor massa-productie, blijven additief, gieten, CNC en MIM de primaire concurrenten voor ingewikkelde componenten.

Voor volumes onder 50.000 eenheden staat additieve manufacturing klaar om een significant marktaandeel te conqueren.

3DEO heeft aangekondigd dat het de productiecapaciteit zal vergroten en nieuwe machines introduceert. Kunt u ons vertellen wat dit betekent voor het bedrijf vooruitgaand?

Met next-generatie hardware nu volwassen, schaalt 3DEO capaciteit naar 20.000 onderdelen per dag bij jaar-einde.

In vergelijking met laser-smelt technologieën die slechts 200-300 onderdelen per dag produceren, vertegenwoordigt 3DEO's doorvoer een substantiële sprong.

Hoe ziet u additieve manufacturing evolueren de komende vijf jaar?

AM beweegt stabiel van hype naar mainstream productie. De vroege 2012-2013 hype-cyclus legde de basis, maar echte gereedheid is pas recent bereikt.

Vooruitgang in technologie, kwaliteit en doorlopende R&D-investeringen convergeren, positionerend additieve manufacturing voor bredere productie-adoptie.

Metaal AM omvat diverse technieken, van grote-schaal laser sinteren voor straalmotoren tot de één-inch-kubus schaal waar 3DEO zich op richt. De snelle rijping van het veld is moedigend.

Wat is de grootste uitdaging die de industrie nog moet overwinnen?

Kwaliteitsborging blijft de belangrijkste hurdle. Terwijl CNC, MIM en gieten volwassen QA-frameworks hebben, vereisen additieve manufacturing's nieuwe processen robuuste, gevalideerde kwaliteitsprotocollen.

Wat houdt 2019 in voor 3DEO?

In 2019 bouwt 3DEO zijn inaugurele 13.000-vk-ft faciliteit, schaalbaar tot 50 machines. Bijna volledige automatisering wordt verwacht bij jaar-einde, gericht op tienduizenden onderdelen per dag. Deze groei ondersteunt een strategische expansie naar West-Europa.

Ontdek meer op 3deo.co.