自2019年5月成立以來的兩年半時間里,3D打印機(jī)制造商OEM Meltio取得了飛速的發(fā)展。南極熊了解到,除了在世界各地的客戶設(shè)施中安裝約110臺機(jī)器外,該公司還在西班牙南部建立了一個新工廠,在佛羅里達(dá)州建立了一個全新的設(shè)施中心,員工人數(shù)也上升到70人。
OEM Meltio公司的領(lǐng)先產(chǎn)品組合包括其Meltio M450小尺寸工業(yè)金屬3D打印機(jī)和Meltio引擎,旨在與數(shù)控機(jī)床、機(jī)械臂和龍門系統(tǒng)無縫集成,為客戶提供負(fù)擔(dān)得起的、可獲得的混合制造能力。
Meltio的首席技術(shù)官馬修斯(BrianMatthews)說:"我們明年的銷售量預(yù)計將超過200臺機(jī)器,這將真正使我們在增材制造行業(yè)內(nèi)上占據(jù)一個非常重要的位置。如果你看一下金屬市場,很少有公司每年銷售超過20-30臺機(jī)器,只有少數(shù)公司銷售超過100臺機(jī)器。我們的目標(biāo)是在未來幾年內(nèi)每年銷售約1000臺。因此,我認(rèn)為我們已經(jīng)是一個非常重要的參與者,即使在這個項目的開始階段。"
Meltio的多金屬技術(shù)
線材激光金屬沉積(LMD)是Meltio一直在開發(fā)的一種定向能沉積(DED)工藝,基于DED原理的打印系統(tǒng)的LMD工具頭利用多個高功率激光器將金屬原料直接熔化在下面的基體上,形成完全致密的金屬零件。該公司最近獲得了美國專利和商標(biāo)局(USPTO)頒發(fā)的第二項專利,Matthews說這證明了LMD技術(shù)的新穎性。
他解釋說:"使用多個激光器使我們能夠在一個緊密集成的系統(tǒng)中擁有可擴(kuò)展的激光功率。因此,它非常緊湊,易于與數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人集成,并允許材料在軸上同軸進(jìn)給,這意味著每個方向在加工過程中看起來都一樣。激光器從垂直方向傾斜,這使得材料可以垂直進(jìn)入,這一點真的很關(guān)鍵,因為市場上大多數(shù)其他公司的激光線系統(tǒng)都傾向于將他們的送絲器放在軸外,就像一個側(cè)向送絲機(jī)制,但這會給你帶來很多限制。"
Meltio的第一批客戶是希望進(jìn)行材料研究的大學(xué),由于能夠使用金屬絲和粉末進(jìn)行打印,這為該領(lǐng)域提供了許多可能性。從那時起,該公司已進(jìn)入生產(chǎn)階段,據(jù)Matthews說,這才是 "真正的產(chǎn)量所在"。事實上,他說Meltio公司99%的研發(fā)工作是在線材方面。
△由Meltio發(fā)動機(jī)機(jī)器人集成公司生產(chǎn)的3D打印歧管。照片來自Meltio。
Matthews說:"在金屬打印領(lǐng)域,絲材幾乎是價格最低的打印材料。常規(guī)的PBF系統(tǒng)對粉末的質(zhì)量要求很高,必須有非常小的顆粒尺寸,而且顆粒必須是球形的。這意味著很多粉末因為不是球形而被拒收,因此這就增加了成本,例如,每公斤3或4美元的商品成本最終變成了每公斤50至100美元,而使用線材,成本只增加了一點,例如每公斤5或6美元。"
使用線材作為原料的另一個重要好處是材料的利用率,Matthews認(rèn)為這實際上是"百分之百"。當(dāng)考慮到線材的成本差異和材料利用率優(yōu)勢時,他繼續(xù)說,成本最終會相差50倍,這就促使越來越多的客戶選擇線材。
不過,粉末確實有一些優(yōu)勢,如材料選擇和精細(xì)的功能梯度,因此Meltio這兩種材料都有產(chǎn)品提供。
Meltio引擎機(jī)器人集成
Meltio Engine的框架只受運動系統(tǒng)的限制,它可以在任何車間輕松整合,并由Meltio的LMD技術(shù)驅(qū)動。由于不需要專門的設(shè)備,選擇原絲材料的用戶可以從清潔度中獲益。
Meltio Engine機(jī)器人集成將機(jī)器人手臂變成金屬3D打印系統(tǒng),沒有固有的尺寸限制,因為工作范圍只受運動系統(tǒng)的尺寸限制。機(jī)器人集成系統(tǒng)是大型復(fù)雜3D打印、維修、包覆和功能添加的理想選擇,能夠與市場上任何機(jī)器人手臂制造商和接口集成。
該系統(tǒng)可創(chuàng)建具有無限自由度的復(fù)雜零件,并在一個開放的材料平臺上運行,其中包括不銹鋼、低碳鋼、碳鋼、鈦和英科鎳合金。
Nieto說:"我們有一個開放的平臺,這意味著運動系統(tǒng),在這種情況下是機(jī)器人,是客戶可以選擇的東西。這意味著與數(shù)控系統(tǒng)相比,他們有更多的幾何自由度和更大的工作容積??蛻艨梢酝ㄟ^帶來更多的應(yīng)用來為他們的業(yè)務(wù)增加價值?!?/p>
機(jī)器人集成系統(tǒng)提供了與FDM類似的用戶體驗,但用于金屬打印,其材料很容易通過傳感器向用戶提供反饋參數(shù)。使用雙外軸定位器的其他一些關(guān)鍵優(yōu)勢是,能夠垂直打印,為零件提供最佳的表面質(zhì)量,并且能夠為同一零件提供多種解決方案。
該系統(tǒng)因其可靠性而自豪,允許批量生產(chǎn)和制造相同質(zhì)量的多個打印件。機(jī)器人集成系統(tǒng)也有一些升級,包括一個可編程的電源,可以預(yù)熱材料以提高沉積率,還有一個雙線選項,可以通過快速換線同時進(jìn)行雙線材料的3D打印。
開辟新的應(yīng)用
憑借其Meltio引擎機(jī)器人集成,OEMMeltio公司已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種新穎的應(yīng)用,展現(xiàn)出更強(qiáng)的機(jī)械性能,或者在時間、成本和材料使用方面可以更有效地制造。例如,他們能夠3D打印一個通常在渦輪機(jī)行業(yè)中出現(xiàn)的盤子,作為一個示范應(yīng)用,通過傳統(tǒng)方法制造通常非常昂貴。
Nieto解釋說:“事實上,我們公司能夠以遠(yuǎn)低于從金屬塊上磨出的葉片的傳統(tǒng)成本來生產(chǎn)葉片。我們真的想表明,用我們的技術(shù)來制造是可能的,而且很便宜。這種制造方式很有趣,因為與銑削相比,可以制造出中空的輕質(zhì)零件。"
此外,Meltio的線材激光DED技術(shù)也被利用到了其他的各項領(lǐng)域。馬修斯補(bǔ)充表示,他們的產(chǎn)品已經(jīng)分布到很多行業(yè),包括為醫(yī)療、航空航天、能源、汽車、電子和能源行業(yè)(包括核能)制造演示部件。通過與他們合作,進(jìn)一步發(fā)掘了DED技術(shù)的應(yīng)用潛力。
該公司還利用其LMD技術(shù)在一個3D打印的歧管內(nèi)實現(xiàn)了可變直徑和層高,并完成了一個三葉螺旋槳的優(yōu)化中空結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)速度。
Nieto說:"另一個例子是用于增壓器的旋轉(zhuǎn)螺桿壓縮機(jī),我們認(rèn)為如果將其制成中空,可能是一個非常有趣的應(yīng)用。為了展示技術(shù)的可靠性,我們用兩種方式做了懸空測試。一種是對工具進(jìn)行定向,直到達(dá)到90度,還有一種是對工具頭的位置進(jìn)行定向,使其始終處于垂直狀態(tài),我們在兩種方式下都取得了類似的結(jié)果。"
南極熊3D打印網(wǎng)報道的《》已經(jīng)充分顯示出此類技術(shù)的潛力。
△3D打印的旋轉(zhuǎn)螺桿壓縮機(jī)。圖片來自Meltio
Meltio的擴(kuò)產(chǎn)計劃
展望未來,Meltio希望繼續(xù)其快速增長的軌跡,在開拓進(jìn)入中國和印度等新市場的同時,爭取明年將公司員工人數(shù)擴(kuò)充一倍。
馬修斯說:"我們計劃在2022年至少在印度和中國開設(shè)展示廳,還有一些其他市場,明年可能會在全球開設(shè)四到五個展廳。當(dāng)然,我們也將在這些地區(qū)建立一個渠道。增加人員是經(jīng)過深思熟慮的舉措,將使公司的研發(fā)能力繼續(xù)加強(qiáng),并增加機(jī)器的銷售數(shù)量,這兩個方面都需要公司的生產(chǎn)能力增長。這是我們在明年進(jìn)行的一項相當(dāng)大的投資,但這項投資是由我們真正引以為豪的東西所驅(qū)動的,作為一家公司,我們完全是有機(jī)會的。"
最后,他補(bǔ)充表示,需求決定了公司的發(fā)展,正是因為有需求,他們才可以賣出那么多機(jī)器,進(jìn)而成就了公司今天的業(yè)績。
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