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无支撑金属3D打印“卡脖子”技术公开,VELO3D获10亿融资

发布时间:2020-06-22 访问次数:525次 来源:南极熊 分享:

导读:2020年6月,最近南极熊报道了无支撑金属3D打印厂商VELO3D累计获1.5亿美元(约合10亿人民币)融资,设备卖给好几家航空航天公司(如SpaceX、Honeywell),以及石油天然气客户后,有不少读者在微信上问南极熊,“这个无支撑金属3D打印技术到底是怎么样的,靠不靠谱啊?”

传统金属3D打印需要支撑(左),VELO3D则无需支撑(右)。

为了解答用户的疑问,南极熊特别收集整理了本文《获10亿元融资!无支撑金属3D打印VELO卡脖子技术专利找到了》。

VELO3D是直接金属激光烧结(DMLS)增材制造系统和打印准备软件的开发商,发明了SupportFree Geometries无支撑金属3D打印技术。成立于2014年,最初4年默默研发,2015年获得A轮融资2210万美元;于2018年在国际制造技术展(IMTS)上首次披露了其蓝宝石DMLS系统。蓝宝石系统的关键是VELO3D的智能融合技术,它可以模拟和预测零件变形,消除支撑结构。智能融合工艺通过调整零件设计来平衡变形,并配合前馈闭环熔池控制和原位计量数据来实现,生产出的零件几乎没有支撑结构。

金属增材制造或3D打印,主要是以熔池快速固化的焊接工艺。在凝固和冷却过程中,零件会产生热应力和残余应力。支撑有两个作用:一是作为固定件,固定零件,防止热变形而移动;二是热传导。临时支撑结构是直接能量沉积(DED)和传统的粉末床熔融(PBF)技术所必须的,通常需要打印完成后加工操作去掉。后期处理增加了成本,使周期延长。更重要的是,它限制了金属3D打印的设计自由度。

几十年来,金属3D打印公司一直依靠支撑结构将零件固定在构建板上,并进行热管理。一般情况下,我们已经开始依赖这些支撑来辅助打印小于45°的低角度结构。但是,这些低角度的几何形状也是在零件整合过程中,在装配体不可进入的内部通道中容易产生支撑。通过使用支撑物将零件固定在构建板上,在一定程度上将3D打印固定在原型设计上。

VELO3D与现有的粉末床熔接解决方案不同,具有独特的能力,可以打印低角度和低至0°(水平)的悬垂,以及大直径和高达100mm的内管,而无需支撑。这不仅省去了后处理的麻烦,而且克服了 45°法则——角度小于45°的就需要支撑。VELO3D让设计师可以自由地构建,释放出大量可以3D打印生产的设计。

据VELO3D介绍,其核心技术是专利的刮刀工艺(re-coater process),称之为非接触式刮刀。它不是使用传统的接触刮刀铺粉机制,而是使用了非接触式技术,好处非常多。非常擅长生产高宽比、薄壁零件、大型件等。简而言之,铺粉时刀片不与金属粉床接触。粉末铺展完毕后,进行一种刮刀非接触式过程在粉末上面,以确保粉末绝对平整。同样,这些都不与实际的床身或部件接触,实现高自由度,从而实现无支撑金属3D打印。

其官网上说得比较含糊,到底这个无支撑金属3D打印技术有何奥妙之处?

截止2020年6月,VELO3D已有约35项专利获得授权。南极熊发现,他们不但在美国、欧洲申请专利,同时也有其中一些专利早早在中国申请了相关专利,由此可见他们对专利保护的重视。南极熊已经收集到这35项专利申请书,里面有详细的技术介绍,很多专利都超过100页!希望对大家有启发。例如

专利1.“精湛的三维打印CN108698126A”。2016年12月9日提交2018年10月23日发布。本公开提供了用于3D打印的各种仪器和系统。本公开提供三维(3D)打印方法、仪器、软件和系统,以用于步进和重复能量照射过程;控制3D物体的材料特征和/或变形;减少打印的3D物体中的变形;并且使材料床平坦化。

专利2.“准确的三维打印CN108883575A”。优先权2016-02-18申请日期2017-02-16发布2018-11-23。本公开提供了三维(3D)打印方法、仪器和系统,其尤其使用调节至少一个3D物体的形成(例如在3D打印期间实时)的控制器;以及促进其的非暂时性计算机可读介质。例如,调节3D物体的至少一部分的变形的控制器。控制可为原位控制。控制可为在3D打印过程期间的实时控制。例如,控制可在现象脉冲期间。本公开提供了用于评估熔池的基本长度尺度的各种方法、仪器、系统和软件,以及增加3D打印的准确度的各种工具。

专利3. “无支撑三维打印的设备、系统和方法CN108436082A”。2014年6月20日优先权2015年6月19日提交2018年8月24日发布。本发明提供三维(3D)物体、3D打印过程以及用于3D物体的制造的方法、设备和系统。本发明的方法、设备和系统可减少或消除对辅助支承件的需求。本发明提供利用本文中所描述的打印过程、方法、设备和系统打印的三维(3D)物体。

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