惠普HP推出商業(yè)化粘結(jié)劑噴射金屬3D打印機(jī)Metal Jet S100(2)
時間：2022-09-13 10:47 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
金屬粘合劑噴射領(lǐng)域大戰(zhàn)開始
在過去的十年中，制造業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。制造業(yè)現(xiàn)在正處于第四次工業(yè)革命的早期階段，得益于3D打印的加速發(fā)展及其加速設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝開發(fā)的能力，在行業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)了真正的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。然而，對于金屬AM制造領(lǐng)域，可能是另一個故事。盡管激光束粉末床熔合技術(shù)已經(jīng)能夠做到金屬3D打印規(guī)模化生產(chǎn)，但是因?yàn)榧夹g(shù)、材料、能源等限制，對于大多數(shù)用戶而言始終存在著技術(shù)壁壘。
△ExOne創(chuàng)始人LarryRhoades，以及世界上第一臺金屬粘合劑噴射3D打印機(jī)ProMetal RTS-300
隨后，越來越多的制造商把注意力放在了金屬粘合劑噴射這條賽道上。盡管這項(xiàng)技術(shù)的前景似乎較之前者更為美好，但是過程卻異常艱辛。南極熊曾在2021年4月中闡述了觀點(diǎn)：粘合劑噴射金屬3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，是一場持久戰(zhàn)。而隨著之后行業(yè)的一系列整合，以及今年Metal Jet S100的出現(xiàn)，整條賽道的火藥味似乎更加濃烈了。
△惠普與施耐德電氣和 GKN 合作生產(chǎn)了一種用于施耐德電氣NSX 斷路器的新過濾器。該過濾器是使用HP Metal Jet 技術(shù)生產(chǎn)的（由Schneider Electric提供）
金屬粘合劑噴射已經(jīng)存在多年。基于最初在麻省理工學(xué)院開發(fā)的專利，金屬粘合劑噴射一般主要由美國公司開發(fā)和銷售，這些公司希望將金屬增材制造規(guī)模擴(kuò)大到大規(guī)模生產(chǎn)，以替代主要由德國驅(qū)動的金屬粉末床融合方法。目前，有多家公司要么已經(jīng)在營銷這項(xiàng)技術(shù)，要么正在準(zhǔn)備這樣做。
△熱發(fā)泡式3D打印
除了惠普之外，有能力在全球金屬粘合劑領(lǐng)域建立市場主導(dǎo)地位的還有三個主要競爭對手。Desktop Metal是這一領(lǐng)域目前最為成熟的集團(tuán)，它將內(nèi)部開發(fā)的金屬粘合劑噴射技術(shù)與金屬粘合劑噴射發(fā)明者Eli Sachs的貢獻(xiàn)相結(jié)合，還吸收了金屬粘合劑噴射市場領(lǐng)導(dǎo)者ExOne的技術(shù)（ExOne于2021年8月被收購，詳情請參考：粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)大整合：Desktop Metal將收購ExOne）。幾年來，ExOne 是市場上唯一一家擁有商用金屬粘合劑噴射系統(tǒng)的公司。而這也變相使得Desktop Metal集團(tuán)在這一領(lǐng)域市場上占有著重要地位。
△Desktop Metal收購ExOne
第二個競爭對手Markforged集團(tuán)也起源于大波士頓地區(qū)，這兩家公司的結(jié)構(gòu)非常相似，Markforged也是Desktop
Metal在金屬絲熔融沉積領(lǐng)域的直接競爭對手。兩家公司都率先并幫助建立了這一領(lǐng)域，都通過SPAC上市籌集大量資金，并且都進(jìn)行了重大收購以加速金屬粘合劑噴射業(yè)務(wù)的發(fā)展。Markforged從Hoganas集團(tuán)收購了瑞典公司Digital Metal（詳情請見：Markforged以4000萬美元收購Digital Metal，將規(guī)模量產(chǎn)高質(zhì)量金屬3D打印部件）。與ExOne一樣，Digital
Metal多年來一直提供金屬粘合劑噴射服務(wù)。只不過ExOne專注于大型金屬原型和工具，而Digital
Metal則專注于大批量的小型精密零件。盡管這幾年來Digital
Metal僅將其技術(shù)作為服務(wù)提供，并且在2019年才開始營銷系統(tǒng)。這仍然意味著Markforged和Desktop
Metal已經(jīng)在全球市場上出現(xiàn)了同類的商業(yè)產(chǎn)品。
△Markforged收購Digital Metal，將為未來發(fā)工業(yè)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)
相比前兩家公司，第三個競爭對手GE Additive似乎稍稍落后。這家公司于2016年通過高調(diào)收購EBM公司Arcam和激光PBF公司Concept Laser進(jìn)入金屬AM市場，預(yù)計(jì)還將推出商用金屬粘合劑噴射系統(tǒng)，目前稱為H2，并已展示某些汽車生產(chǎn)應(yīng)用在測試版客戶中的可行性。
當(dāng)然，還有其他具有類似技術(shù)的潛在競爭對手，例如總部位于加利福尼亞州的3DEO，這家公司通過內(nèi)部開發(fā)的系統(tǒng)積極大規(guī)模生產(chǎn)低成本零件。不過目前，在全球范圍內(nèi)，MBJ硬件之戰(zhàn)將主要在這四家公司之間展開。
惠普的破局法寶？
不同于競爭對手的收購手段，惠普的戰(zhàn)略還是從自家技術(shù)開始的。似乎想要復(fù)制在聚合物3D打印領(lǐng)域的成功經(jīng)驗(yàn)，它的戰(zhàn)略針對了整個制造業(yè)并與其他制造技術(shù)競爭更大的蛋糕，而不是其他金屬3D打印工藝。正如現(xiàn)任惠普全球負(fù)責(zé)人兼總經(jīng)理Ramon
Pastor（以及MJF和Metal Jet上市計(jì)劃背后的人）所解釋的那樣，惠普將利用MetalJet
作為從手動裝配過渡到數(shù)字裝配的一種手段，減少對勞動力的依賴，同時解決供應(yīng)鏈相關(guān)的挑戰(zhàn)，這兩者都是這個特定時期非常緊迫的問題。此外，金屬粘合劑噴射作為不需要支撐的3D打印工藝，可使工程師充分利用增材制造在復(fù)雜幾何形狀和定制子組件方面的幾何優(yōu)勢。與減材和成型工藝相比，環(huán)境影響更小。這對勞動力成本很高的西方市場似乎更為重要，能夠?qū)⒋蟛糠秩藦捏w力勞動中轉(zhuǎn)移出來，還能有效地重新分配資源。
△與GKN合作，施耐德電氣690-V電源濾波器的新組件采用HP Metal Jet技術(shù)生產(chǎn)，由于這些類型的濾波器形狀復(fù)雜，其他工業(yè)制造能力無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。照片由施耐德電氣提供。
此外，惠普似乎對Metal
Jet的實(shí)際3D打印過程具有更大的自信。作為數(shù)字印刷工藝全球領(lǐng)導(dǎo)者，與傳統(tǒng)金屬制造工藝相比，惠普的獨(dú)特地位能夠在某些特定的幾何形狀產(chǎn)品中推動客戶價值。與其他金屬3D打印工藝相比，Metal
Jet在構(gòu)建階段能夠提供高達(dá)十倍的生產(chǎn)力水平。另外，金屬粘合劑噴射可以使用許多MIM（金屬注射成型）工藝相同的粉末，這可以縮短新材料合格的時間要求。惠普期望能夠利用的第三個優(yōu)勢基于其在工業(yè)熱噴墨打印技術(shù)開發(fā)方面長達(dá)數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)，這意味著能夠依靠市場上最高效的打印頭（1200
dpi、4倍噴嘴冗余、高級錯誤檢測、高速校準(zhǔn)、易于更換）和最有效的粘合劑。HP的乳膠粘合劑的特點(diǎn)是長聚合物鏈緊密堆積成為顆粒并分散在液相中。這使得成品低殘留碳、低溫固化以及實(shí)現(xiàn)更高的精度、光潔度質(zhì)量和生坯強(qiáng)度。
△乳膠粘合劑
端到端的Metal
Jet工作流程是最具挑戰(zhàn)性的，因?yàn)樗搅舜蛴”旧恚瑢τ趯⒔饘?D打印擴(kuò)展到大規(guī)模生產(chǎn)至關(guān)重要。似乎從MJF技術(shù)中吸取了許多經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，HP推出了S100
Metal
Jet系統(tǒng)以及品牌專用機(jī)器，用于粉末管理、固化和粉末去除。粉末混合和篩分單元支持多臺打印機(jī)，通過有效混合和控制新鮮材料的添加以及自動將粉末加載到構(gòu)建單元來提高工藝經(jīng)濟(jì)性。除粉裝置還改善了工藝和勞動經(jīng)濟(jì)性，同時營造了一個清潔安全的工作環(huán)境。可以添加多個單元以提高生產(chǎn)率。這比其他同類產(chǎn)品更具一定的優(yōu)勢。
△Multi Jet Fusion基于Powder Bed Fusion 3D 打印技術(shù)，旨在使用塑料制造零件和功能原型。
惠普目前唯一無法管理的工作流程是燒結(jié)階段，這需要高度專業(yè)的知識。因此，惠普正與Elnik系統(tǒng)等專家在燒結(jié)方面密切合作。當(dāng)數(shù)字增材批量生產(chǎn)時，或許還將需要更復(fù)雜的零件處理和分揀系統(tǒng)，但這可能必須通過諸如AM Flow等公司推出的機(jī)器進(jìn)行下一步探索了。
3D打印商業(yè)化的新階段
根據(jù)SmarTech關(guān)于“Market for Bound Metal Additive
Manufacturing
2022”的報(bào)告來看，預(yù)計(jì)到2030年，整個行業(yè)將生產(chǎn)540億美元的零件。而相較于目前的市場份額而言，收購ExOne的Desktop
Metal占首位，其次是收購了Digital Metal的Markforged。GE的技術(shù)推廣大多基于客戶，預(yù)計(jì)今年可能也會強(qiáng)勢推廣。
△惠普在 3D 打印機(jī)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢在于其從 2D 打印中吸取的教訓(xùn)。
因此，惠普的商業(yè)化可能需要迅速趕上。憑借大眾汽車這樣的大客戶以及惠普自身的制造影響力，做到這一點(diǎn)是很有可能的，正如它曾經(jīng)快速占領(lǐng)聚合物3D打印市場一樣。另外，惠普在宣布計(jì)劃5年后的今年推出HP
Metal Jet S100可能也是一種挽留老客戶并且吸納新投資的策略，為了來日的大戰(zhàn)積蓄實(shí)力。
總之，對于3D打印行業(yè)有興趣的小伙伴而言，S100發(fā)布后惠普的前幾輪收益報(bào)告值得關(guān)注一下。這不僅對于這一領(lǐng)域投資意義重大，對于金屬3D打印公司的未來規(guī)劃以及明年的行業(yè)基調(diào)也有著巨大的意義。不可否認(rèn)的是，3D打印正在進(jìn)入商業(yè)化的新階段。
(責(zé)任編輯：admin)
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