专家访谈：3DEO 总裁 Matt Sand 谈将金属 3D 打印用于大批量生产

在金属 3D 打印方面，实现大批量生产是绝大多数公司的目标。 3DEO 是一家成立于 2016 年的金属 3D 打印公司，声称凭借其获得专利的智能分层技术实现了这一目标。

通过其增材制造工艺，这家总部位于洛杉矶的公司能够实现金属 3D 打印部件的大批量、可重复和自动化生产。本周，我们很高兴与 3DEO 总裁 Matt Sand 进行对话，讨论其技术的优势，并比较金属 3D 打印与传统制造的成本优势。

能告诉我一些关于 3DEO 的信息吗？

3DEO 发明了一种新的金属 3D 打印技术，称为智能分层，该技术基于粘合剂喷射。 3DEO 的两位联合创始人 Matt Petros 和 Payman Toabi 获得了类似粘合剂喷射技术的博士学位，因此他们对该技术非常熟悉，并且非常了解其技术优势和劣势。

毕业后，团队发明了一项全新的技术——智能层，完全新颖独特。专有技术专为大批量生产而设计，这意味着它具有高度可重复性和低成本结构。

我们发明的技术实现了这些目标。智能分层，就像粘合剂喷射一样，是一种“粘合和烧结”技术。但是 3DEO 在打印过程中绑定其部件的方式非常不同。与喷墨 3D 打印机不同，我们的机器使用专有的喷涂系统。由于我们的 3D 打印机不使用喷墨喷嘴，因此我们没有喷墨工艺的一些限制，而且在粘合剂的沉积方面我们也有很大的自由度。

3DEO 的智能分层流程是如何工作的？

3DEO 的增材过程基于三个步骤。

首先，机器会涂抹一层薄薄的标准金属注射成型 (MIM) 金属粉末。然后它将粘合剂喷涂到整个层上。最后，它使用 CNC 立铣刀在每一层精确定义零件的形状。

我们使用这种逐层铣削工艺来验证零件的公差。据我所知，我们拥有任何增材制造工艺中最好的尺寸公差。现在，我们的打印公差为每英寸 +/- 0.002 英寸（+/- 50 微米）。我们有能力在下一代硬件中实现更严格的公差。

我们工艺的另一个令人兴奋的好处是可重复性，这有助于我们进入生产阶段。在我们的技术中没有降级过程意味着第 1000 个 3D 打印零件与第一零件完全相同。

一旦我们了解如何制作组件并处理不同的变量，例如与散装烧结工艺相关的收缩率，我们的工艺非常稳健且可重复。

最后，我们正在完全自动化我们的生产线。体力劳动是增材制造中最大的成本驱动因素之一。但是，一旦您拥有一条无需人工从构建板上切割零件的全自动生产线，您就可以建立一条仅生产零件的完整生产线。在这一点上，成本结构与传统制造相比变得非常具有竞争力。

这就是我们现在所做的。对于小型、复杂的不锈钢零件，我们的成本结构目前与传统制造相比具有竞争力。我们与客户的订单数量在数以万计的零件中。就在几周前，我们开始生产 28,000 个零件的最大订单。

我相信我们正在从事一些产量最高的金属增材制造。希望明年这个时候，我们将接受数十万个零件的订单。

3DEO 如何实现生产过程的自动化？

当您购买现成的 3D 打印机时，您几乎没有我们机器的灵活性。因为我们发明了这项技术，所以我们拥有对所有软件、硬件和材料的根访问权限。通过拥有这项技术，我们可以灵活地实施自动化解决方案。

不出售您的打印机的决定是一种深思熟虑的战略方法吗？这在未来会改变吗？

是的，这绝对是故意的。当您希望获得高质量的最终用途组件时，拥有打印机只是过程的一部分。我什至可以说它只占生产最终用途组件的总工艺要求的 15% 到 20%。

从这个角度来看，您可以立即看到销售 3D 打印机并不是真的是答案。您不仅需要拥有打印机，还需要拥有整个过程，至少从我们的角度来看是这样。因此，目前我们没有任何出售机器的计划。

您认为目前哪些行业对您的技术需求最大？

拥有制造小型复杂零件的技术的好处是它适用于许多不同的行业。航空航天、医疗和工业设备 - 我们在所有这些业务中都有很多客户。

金属 3D 打印有哪些好处？

我们喜欢将我们的技术与 MIM 进行比较，因为我们可以以相似的成本点和相似的质量（如果不是更高的质量）制造零件。例如，MIM 零件的密度通常为 96-97%，但 3DEO 的零件密度超过 99%。

使用 MIM 时，制造商可能会在模具和冲模等工具上花费高达六位数的金额.这些工具需要 4-6 个月的时间来制作。我曾经问过一位客户，他们第一次把模具弄对的频率是多少，答案是“几乎从来没有”。这意味着您必须花费几个月的时间来重新制作模具——而所有这些都在您获得第一部分之前发生 .

当您将其与 3D 打印进行比较时，交货时间平均为一到两周，并且我们可以制造出从质量角度来看至少与 MIM 一样好的零件，并且具有相同的价格点，但为客户提供了最大的设计自由。

另一个好处是我们生产制造原型的同一台机器也用于制造生产零件。这有几个优点。通常，在进行原型设计时，您使用的技术与生产中使用的技术不同。这意味着，如果您进行功能测试，则需要重新验证流程，以确保它可以达到与原型相同（或更好）的性能水平。

所以，如果我来从CNC加工到MIM，我需要做整个重新鉴定。使用 AM，您可以使用相同的技术进行原型设计和生产，从而无需重新认证。

您认为 3D 打印与传统制造一起扮演什么角色？

有几个主要类别可以使用 3D 打印。第一类是专为增材制造的部件。在这种情况下，传统制造业无法制造这些零件。

GE 在增材制造设计方面做了很多出色的工作。他们生产许多喷气发动机零件、热交换器——非常奇特的东西，它们是增材制造的。

第二类是小而复杂的零件。这些零件可以用传统制造方法制造，但单件价格非常昂贵。正因为如此，增材制造可以从价格角度进行竞争。

例如，当您查看冲压技术时，一旦您投资了模具，您就可以获得几分钱的零件。增材制造永远不会与之竞争。但是，当您查看熔模铸造、CNC 加工和金属注射成型时，它们是用于制造非常复杂零件的三种主要工艺。

考虑到小而复杂的零件，这些零件的需求量较小— 我们谈论的是 50,000 件或更少 — 增材制造将占据该市场的很大一部分。

3DEO 宣布将增加其生产能力并引入新机器。你能告诉我们这对公司未来意味着什么吗？

如果技术不够成熟，您不想增加大量容量。但是我们对我们的技术，尤其是我们目前正在实施的下一代硬件有足够的信心，可以说我们已准备好增加更多容量。到今年年底，我们的产能将达到每天 20,000 件。

从这个角度来看，当您查看其他一些增材工艺（如激光熔化）时，它们能够生产非常小批量，每天可能 200 到 300 件。

您如何看待增材制造在未来五年内的发展？

很高兴看到 AM 出现。今天每个人都在谈论 AM 进入生产。我们在 2012-2013 年有一个炒作周期，这让每个人都抱有希望，但技术还没有准备好。

但是今天，技术、质量以及研发和流程的总投资都在最终，我们将看到更多 3D 打印的生产应用。

即使在金属 3D 打印中，也有许多不同的技术，并且都有适用于所有这些技术的空间。我们看到像 GE 这样令人惊叹的大型喷气发动机部件公司正在使用激光烧结进行生产。 3DEO 永远不会制造这些类型的大型零件——我们真正专注于一英寸立方体或更小的零件。但很高兴看到金属 AM 逐渐成熟并真正发挥作用。

该行业仍需克服的最大挑战是什么？

最大的一个是质量保证。当您处理 CNC 加工、MIM 或铸造时，这些过程非常容易理解。另一方面，增材制造提供了一种制造金属零件的新方法，因此质量不确定。至关重要的一点是确保质量流程到位，以确保您向客户提供高质量的零件。

2019 年对 3DEO 有何影响？

我们真的很专注于我们的第一家工厂；我们拥有 13,000 平方英尺的容量，最多可容纳 50 台机器。到今年年底，我们预计这个因素将尽可能接近完全自动化，因为它可以在制造业中实现。我们计划每天生产数万件。这为我们明年的大规模扩张奠定了基础。希望我们很快会在西欧扩张，这对我们来说是一个特别有趣的市场。

要了解有关 3DEO 的更多信息，请访问：www.3deo.co