Entrevista con el experto:Matt Sand, presidente de 3DEO, sobre cómo llevar la impresión 3D en metal a la producción de gran volumen

Cuando se trata de impresión 3D de metal, lograr un gran volumen de producción es el santo grial para la gran mayoría de las empresas. 3DEO, una empresa de impresión 3D de metal fundada en 2016, afirma haber logrado precisamente eso, gracias a su tecnología patentada Intelligent Layering.

A través de su proceso de fabricación aditiva, la empresa con sede en Los Ángeles puede lograr una producción de alto volumen, repetible y automatizada para piezas metálicas impresas en 3D. Esta semana, nos complace conversar con el presidente de 3DEO, Matt Sand, para analizar los beneficios de su tecnología y comparar los beneficios de costos de la impresión 3D en metal frente a la fabricación tradicional.

¿Podría contarme un poco sobre 3DEO?

3DEO ha inventado una nueva tecnología de impresión 3D de metales llamada Intelligent Layering, que se basa en la inyección de aglutinante. Dos de los cofundadores de 3DEO, Matt Petros y Payman Toabi, recibieron su doctorado en tecnología similar al chorro de aglutinante, por lo que están muy familiarizados con esa tecnología y saben mucho sobre sus ventajas y desventajas técnicas.

Al graduarse, el equipo inventó una tecnología completamente nueva, Intelligent Layer, que es completamente novedosa y única. La tecnología patentada está diseñada específicamente para producción de alto volumen, lo que significa que es altamente repetible con una estructura de bajo costo.

La tecnología que hemos inventado logra estos objetivos. La estratificación inteligente, como la inyección de aglutinante, es una tecnología de "unión y sinterización". Pero la forma en que 3DEO une sus partes en el proceso de impresión es muy diferente. A diferencia de las impresoras 3D de inyección de tinta, nuestras máquinas utilizan un sistema de pulverización patentado. Como nuestras impresoras 3D no utilizan boquillas de inyección de tinta, no tenemos algunas de las limitaciones que tienen los procesos de inyección de tinta y también tenemos mucha libertad en lo que respecta a la deposición del aglutinante.

¿Cómo funciona el proceso de capas inteligentes de 3DEO?

El proceso aditivo de 3DEO se basa en tres pasos.

Primero, la máquina esparce una fina capa de polvo metálico estándar de moldeo por inyección de metal (MIM). Luego rocía un aglutinante sobre toda la capa. Por último, utiliza una fresa CNC para definir con precisión la forma de la pieza en cada capa.

Usamos este proceso de fresado capa por capa para verificar las tolerancias en una pieza. Hasta donde yo sé, tenemos la mejor tolerancia dimensional de cualquier proceso de fabricación aditiva. En este momento, estamos imprimiendo con tolerancias de +/- 0,002 pulgadas por pulgada (+/- 50 micrones). Tenemos la capacidad de lograr tolerancias aún más estrictas en la próxima generación de nuestro hardware.

Otro beneficio interesante de nuestro proceso que nos ayuda a llegar a la producción es la repetibilidad. No hay procesos degradantes en nuestra tecnología significa que la décima milésima parte impresa en 3D sale exactamente igual que la primera parte.

Una vez que entendemos cómo hacer un componente y lidiar con diferentes variables como el contracción asociada con los procesos de sinterización a granel, nuestro proceso es muy robusto y repetible.

Finalmente, estamos en camino de automatizar completamente nuestra línea de producción. La mano de obra es uno de los mayores impulsores de costos en la fabricación aditiva. Pero una vez que tenga una línea de producción completamente automatizada que no requiera mano de obra para cortar las piezas de la placa de construcción, puede configurar una línea completa que solo esté produciendo piezas. En este punto, la estructura de costos se vuelve muy competitiva con la fabricación tradicional.

Eso es lo que hacemos ahora. Cuando se trata de piezas pequeñas y complejas de acero inoxidable, nuestra estructura de costos es actualmente competitiva con la fabricación tradicional. Tenemos una serie de pedidos con clientes de decenas de miles de piezas. Hace solo unas semanas, comenzamos la producción de nuestro pedido más grande de 28,000 piezas.

Creo que estamos haciendo una de las manufacturas aditivas de metal de mayor volumen que existen. Con suerte, esta vez el año que viene, aceptaremos pedidos de cientos de miles de piezas.

¿Cómo ha logrado 3DEO automatizar el proceso de producción?

Cuando compra una impresora 3D lista para usar, no tiene la flexibilidad que tenemos con nuestras máquinas. Debido a que inventamos la tecnología, tenemos acceso de root a todo el software, hardware y materiales. Al poseer la tecnología, tenemos la flexibilidad para implementar una solución de automatización.

¿Fue la decisión de no vender sus impresoras un enfoque estratégico deliberado? ¿Cambiará eso alguna vez en el futuro?

Sí, definitivamente fue deliberado. Cuando busca obtener componentes de uso final de alta calidad, tener la impresora es solo una parte del proceso. Incluso podría ir tan lejos como para decir que es solo del 15% al ​​20% de los requisitos totales del proceso para producir componentes de uso final.

Con esa perspectiva, puede ver de inmediato que vender impresoras 3D no es realmente la respuesta. No solo debe ser propietario de la impresora, sino también de todo el proceso, al menos desde nuestra perspectiva. Entonces, en este momento, no tenemos planes de vender nuestras máquinas.

¿De qué industrias ve la mayor demanda de su tecnología en este momento?

El beneficio de tener una tecnología que fabrica piezas pequeñas y complejas es que se aplica a muchas industrias diferentes. Equipos aeroespaciales, médicos e industriales:tenemos muchos clientes en todos esos negocios.

¿Cuáles son algunos de los beneficios de la impresión 3D en metal?

Nos gusta comparar nuestra tecnología con MIM porque podemos fabricar piezas a un costo similar y con una calidad similar (si no una calidad superior). Las piezas MIM son típicamente 96-97% densas, por ejemplo, pero las piezas de 3DEO son más de 99% densas.

Cuando se usa MIM, los fabricantes pueden gastar sumas de hasta seis dígitos en herramientas como moldes y matrices. . Estas herramientas tardan de 4 a 6 meses en fabricarse. Una vez le pregunté a un cliente con qué frecuencia acertaba el molde la primera vez, y la respuesta fue “casi nunca”. Significa que tienes que pasar un par de meses reelaborando el molde, y todo esto sucede antes de obtener tu primera parte .

Cuando se compara con la impresión 3D, el tiempo de entrega es en promedio de una a dos semanas, y podemos fabricar una pieza que al menos tan buena como MIM desde una perspectiva de calidad, tiene el mismo precio. , pero le da al cliente la máxima libertad de diseño.

Otro beneficio es que producimos la misma máquina que fabrica el prototipo y también se utiliza para hacer la pieza de producción. Hay un par de ventajas en esto. Normalmente, cuando está creando un prototipo, está utilizando una tecnología diferente a la tecnología utilizada en la producción. Esto significa que si realiza pruebas funcionales, deberá volver a calificar el proceso para asegurarse de que pueda lograr el mismo (o mejor) nivel de rendimiento que los prototipos.

Así que si yo vengo desde el mecanizado CNC hasta el MIM, necesito hacer toda la recalificación. Con AM, está utilizando la misma tecnología para la creación de prototipos y para la producción, eliminando esta necesidad de recalificación.

¿Qué papel cree que desempeña la impresión 3D junto con la fabricación tradicional?

Hay un par de categorías principales en las que encaja la impresión 3D. La primera categoría son las piezas diseñadas específicamente para aditivos. En esta situación, no hay forma de que la fabricación tradicional pueda fabricar esas piezas.

GE está realizando un gran trabajo en el diseño para la fabricación aditiva. Fabrican muchas piezas de motores a reacción, intercambiadores de calor, cosas bastante exóticas que se fabrican aditivamente.

La segunda categoría son las piezas pequeñas y muy complejas. Estas piezas se pueden fabricar con la fabricación tradicional, pero el precio por pieza es muy caro. Debido a esto, la fabricación aditiva podría competir desde la perspectiva del precio.

Cuando observa las tecnologías de estampado, por ejemplo, una vez que invierte en las herramientas, puede obtener piezas por unos centavos. La fabricación aditiva nunca competirá con eso. Pero cuando observa la fundición por inversión, el mecanizado CNC y el moldeo por inyección de metal, esos son los tres procesos principales que se utilizan para hacer piezas muy complejas.

Considerando piezas pequeñas y complejas, que se necesitan en volúmenes más bajos. - estamos hablando de 50.000 piezas o menos - la fabricación aditiva va a ocupar una gran parte de ese mercado.

3DEO ha anunciado que aumentará su capacidad de producción e introducirá nuevas máquinas. ¿Podría decirnos qué significa esto para la empresa en el futuro?

No desea agregar mucha capacidad si la tecnología no está lo suficientemente madura. Pero tenemos suficiente confianza en nuestra tecnología, y especialmente en el hardware de próxima generación que estamos implementando actualmente, para decir que estamos listos para agregar mucha más capacidad. Para fin de año, nuestra capacidad será de 20,000 piezas por día.

Para poner esto en perspectiva, cuando observa algunos de los otros procesos aditivos como la fusión por láser, son capaces de producir muy lotes pequeños, quizás de 200 a 300 piezas por día.

¿Cómo cree que evolucionará la fabricación aditiva en los próximos cinco años?

Es emocionante ver que AM cobra vida. Hoy todo el mundo habla de la entrada en producción de AM. Tuvimos un ciclo de exageración en 2012-2013 que hizo que todos se esperaran, pero la tecnología no estaba lista.

Pero hoy la tecnología, la calidad y la inversión total en I + D y en los procesos están todos finalmente se unen hasta el punto en que veremos muchas más aplicaciones de producción con impresión 3D.

Incluso dentro de la impresión 3D de metal, hay muchas tecnologías diferentes y hay espacio para todas. Vemos los asombrosos componentes de grandes motores a reacción que empresas como GE están produciendo con sinterización por láser. 3DEO nunca fabricaría ese tipo de piezas grandes; realmente nos centramos en piezas del tamaño de un cubo de una pulgada o más pequeñas. Pero es genial ver que el metal AM madurando y realmente cobrando vida.

¿Cuál es el mayor desafío que la industria aún debe superar?

El más importante es la garantía de calidad. Cuando se trata de mecanizado CNC, MIM o fundición, estos procesos se comprenden muy bien. Por otro lado, AM ofrece una forma novedosa de fabricar piezas metálicas, por lo que la calidad es incierta. Por lo tanto, una cosa crucial es asegurarse de que los procesos de calidad estén en su lugar para garantizar que está entregando al cliente piezas de alta calidad.

¿Qué le depara el 2019 a 3DEO?

Estamos realmente enfocados en nuestra primera fábrica; tenemos una capacidad de 13,000 pies cuadrados con espacio para hasta 50 máquinas. Para finales de año, esperamos que este factor esté lo más cerca posible de la automatización completa en la fabricación. Planeamos producir decenas de miles de piezas por día. Esto prepara el escenario para una expansión masiva para nosotros el próximo año. Con suerte, pronto estaremos expandiéndonos en Europa Occidental, que es un mercado particularmente interesante para nosotros.

Para obtener más información sobre 3DEO, visite:www.3deo.co