Lernen Sie die Metall-3D-Druckunternehmen kennen, die durch Serviceangebote proprietäre Technologien auf den Markt bringen

„Die Dinge sehen spannend aus“, lautet die Schlussfolgerung, nachdem sich ein fast zehnminütiger Monolog der Frage widmet: „Was ist passiert, seit wir das letzte Mal gesprochen haben ... vor sechs Monaten?“

BeiSeurat Technologies , es gab viel nachzuholen. Aber Mitbegründer und CEO James DeMuth kommt dem gebührend nach und erläutert detailliert die Arbeit, die geleistet wird, um Materialparameter zu definieren, Produktionsanlagen zu bauen und Bestellungen für seine Kunden zu erfüllen. All dies, bevor wir zu dem Grund kommen, warum TCT an einem geschäftigen Donnerstagmorgen 30 Minuten seiner Zeit beansprucht hat.

Warum bringt Seurat seine proprietäre Metall-3D-Drucktechnologie auf den Markt, indem es Teile statt Maschinen verkauft? Und warum sind solche wieFabric8Labs,VulcanFormsUndFreiformmachst du es ähnlich?

Die vier Unternehmen sind der stets neugierigen Community der additiven Fertigung durch umfangreiche Investitionsrunden und, in unterschiedlichem Maße, nur begrenzter Detailliertheit über die Funktionsweise ihrer Technologien aufgefallen. Aber sie alle haben die gleichen Chancen erkannt. Nämlich eine lokalisierte Produktion in großem Maßstab, die den Kunden eine schnellere Markteinführung ermöglicht.

„Dieses Geschäftsmodell ermöglicht Kunden eine schnellere Markteinführung, da wir die Prozessparameter im Voraus ableiten, eine iterative Entwicklung eliminieren und eine schnelle Qualifizierung und Skalierung gewährleisten“, erklärt Martin C. Feldmann, Mitbegründer, Präsident und CEO von VulcanForms.

VulcanForms ist das Unternehmen, das den größten Kapitaleinsatz hat, da es in seiner letzten Finanzierungsrunde Risikofinanzierungen in Höhe von 355 Millionen US-Dollar eingeworben hat. Mit einem Wert von über 1 Milliarde US-Dollar versucht das Unternehmen, die additive Metallfertigung in großem Maßstab zu realisieren, indem es seinen Prozess in ein digitales Fertigungssystem integriert, das angeblich „die nächste Generation fortschrittlicher Fertigungsinfrastruktur“ darstellt.

VulcanForms ist aus einem MIT-Labor unter der Leitung von Professor John Hart hervorgegangen, der auch zur Gründung von Desktop Metal beigetragen hat. Seit 2015 arbeitet VulcanForms daran, den Durchsatz und die Qualität der Metall-Laser-Pulverbett-Schmelztechnologie zu verbessern liefert bis zu 100 kW Laserleistung an das Pulverbett. Wichtig ist jedoch, dass diese Technologie durch Präzisionsbearbeitung, industrielle Automatisierung, einen proprietären digitalen Thread und die firmeneigene technische Expertise ergänzt wird. Seine Einrichtungen umfassen daher Know-how in den Bereichen AM, Wärmebehandlung, Reinigung, Oberflächentechnik, Präzisionsbearbeitung, Beschichtungen und Inspektion.

„Im Großen und Ganzen besteht eine der größten Chancen Amerikas darin, ein Fertigungsökosystem aufzubauen, das fortschrittliche Technologie und Automatisierung nutzt“, sagt Mitbegründer Hart. „Es gibt einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise, wie sich Hersteller an die globale Lieferkette anpassen müssen.“ Herausforderungen und die steigenden Anforderungen an die Flexibilität des Produktdesigns. Die Offshore-Fertigung kommt in ihrer analogen Form nicht zurück.“

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Auch die Verlagerung der Fertigung ins Ausland wurde von Fabric8Labs als ein Trend erkannt, von dem das Unternehmen profitieren kann. Allerdings geht die Reichweite des kalifornischen Vereins weit über die USA hinaus.

Nachdem Fabric8Labs kürzlich eine Finanzierungsrunde über 50 Millionen US-Dollar abgeschlossen hat und damit eine Serie-A-Runde über 19,3 Millionen US-Dollar im Juli 2021 ergänzt, bringt es eine Technologie auf den Markt, die Galvanik und Elektrochemie zur Bildung von 3D-Strukturen nutzt. Durch die Kombination von Galvanisierung mit proprietärer Druckkopf- und Mikroelektroden-Array-Technologie ist Fabric8Labs in der Lage, vollständig dichte 3D-Metallkomponenten mit komplexen Geometrien und Auflösungen von 50 Mikrometern aus einem wasserbasierten Ausgangsmaterial bei Raumtemperatur zu drucken.

Das Unternehmen behauptet außerdem, dass sein Verfahren zur elektrochemischen additiven Fertigung (EAM) oft keine thermischen Nachbearbeitungsschritte erfordert, da die Teile nach dem Spülen versandbereit sind, und dass seine Technologie im Vergleich zu anderen additiven Verfahren zu erheblichen Reduzierungen der Treibhausgasemissionen führen kann.

„Es ist ein völlig anderer Prozess als alles, was es gibt“, sagt Ian Winfield, Vizepräsident für Produkte und Anwendungen bei Fabric8Labs. „Unser Ziel ist es, es so schnell wie möglich zu vergrößern, um einen breiten Kundenkreis zu halten. Da wir das so betrachten, dass der Prozess in einer Fabrikumgebung effizient ablaufen kann, sind wir zu dem Schluss gekommen, dass der beste Weg, die Technologie zu skalieren, darin besteht, sie aufrechtzuerhalten und selbst zu betreiben. Das verringert die Möglichkeit für einen Kunden, sich möglicherweise eine Forschungs- und Entwicklungsmaschine zuzulegen, ein paar Jahre damit herumzuspielen und dann zu versuchen, seine internen Stakeholder davon zu überzeugen, dass er sie vergrößern möchte.“

Fabric8Labs hat sich bei der Kundenakquise in erster Linie an Erstausrüster gewandt und wurde in der Anfangsphase dazu ermutigt, selbst ein Tier-1- oder Tier-2-Lieferant zu werden, anstatt Produktionsausrüstung in deren Lieferkette zu verkaufen. Derzeit baut das Unternehmen eine Pilotanlage in San Diego auf, die seine Benchmark-Kunden bedienen und Skaleneffekte demonstrieren wird, bevor es 2024/25 eine größere Anlage in den USA eröffnet.

Auch Seurat ist dabei, seine Produktionsstandorte mit einer Forschungs- und Entwicklungseinrichtung und einer Pilotanlage auszubauen, die durch eine Gesamtfinanzierung von 79 Millionen US-Dollar unterstützt werden. Das Unternehmen geht davon aus, dass in den nächsten ein bis zwei Monaten die Alpha-Maschine der ersten Generation, die auf der Area-Printing-Technologie basiert, online gehen wird, wobei die Parameterentwicklung für Inconel 718 und M300-Werkzeugstahl im Gange ist. Edelstahl 316L ist bereits „eingewählt“. Beim Flächendruck werden eine gepulste Infrarot-Laserquelle und eine Blaulichtprojektion verwendet, um Material zu schmelzen, wobei die Optiktechnologie dabei hilft, die Abkühlrate pro Pixel zu steuern. Dies ermöglicht es Seurat zwar, sich auf die Teilequalität zu konzentrieren, verfügt aber auch über eine Roadmap, die eine Vergrößerung, Geschwindigkeit und Auflösung seiner Maschinen vorsieht. Während derzeit in einem Bauvolumen von 450 x 450 x 450 mm eine Leistung von 10 Merkmalen/mm und 3,0 kg/h möglich ist, soll bis 2025 eine Leistung von 14 Merkmalen/mm und 30 kg/h in einem Bauvolumen von 1,2 x 1,2 x 1,2 m erreicht werden .

Aufgrund dieser Ambitionen – und es gibt ein Ziel von 20 Features/mm, 1.700 kg/h und einem Bauvolumen von 9,6 x 9,6 x 9,6 m bis 2030 – hat Seurat auch beschlossen, mit einem Geschäftsmodell fortzufahren, das einem Auftragsfertiger ähnelt. Sollten bis 2030 Maschinen verfügbar sein, die diese Spezifikationen erfüllen, schätzt DeMuth, dass Teile für 25 USD pro Kilo geliefert werden können. Und seine Berechnungen deuten darauf hin, dass eine Maschine, die auf Area Printing basiert, Kunden eine halbe Milliarde Dollar kosten würde, wenn sie nur eine Plattform kaufen würden.

„Es gibt nicht viele Kunden, die eine so große Maschine kaufen würden, aber es gibt viele, die Teile für 25 Dollar pro Kilo kaufen“, sagt er. „Für all diese Teile in dieser Preisklasse besteht die Möglichkeit, das Unternehmen eher wie ein Softwareunternehmen zu gestalten: schnell, agil und zugänglich zu machen. Vergessen Sie die Vorteile von Zusatzstoffen [für eine Sekunde]. Auf Pro-Preis-Basis ist das eine Explosion. Aber jetzt, wo Sie Additive anwenden, können Sie Ihre neuen Fähigkeiten und Ihre neue Funktionalität erhalten, die vorher nie möglich war.“

Im Februar kündigte Freeform, ein weiteres Metall-3D-Druckunternehmen, eine Spendensammlung in Höhe von 45 Millionen US-Dollar an, um sein „Parts as a Service“-Angebot zu unterstützen. Details über Slogans wie „Metall-3D-Druck vereinfacht“ und „Software-definierte autonome Fabriken“ hinaus werden bisher nicht bekannt gegeben. Dass jedoch ein viertes Unternehmen, das ein solches Geschäftsmodell verfolgt und solche Risikokapitalinvestitionen anzieht, auf den Markt gekommen ist, deutet darauf hin, dass es mehr als nur ein Gefühl für die Chance für die Auftragsfertigung von gedruckten Metallteilen gibt, insbesondere in diesem Wirtschaftsklima.

„Additiv ist an sich eine flexible Fertigungstechnologie, aber wir haben die Notwendigkeit verstanden, selbst integrierte Produktionssysteme zu bauen, um die erforderliche Qualität in großem Maßstab zu liefern und den Kunden technische Lösungen anzubieten“, schließt Feldmann. „VulcanForms reduziert Reibungsverluste und beschleunigt die Einführung von AM, indem es Risiken für den Endbenutzer eliminiert – keine Kapitalinvestition, keine Betriebskosten und keine Notwendigkeit, für Komponenten zu bezahlen, die nicht alle Spezifikationen erfüllen.“

„Die Entscheidung wurde von unseren Kunden getroffen“, sagt Jeff Herman, Gründer und CEO von Fabric8Labs. „Als wir mit ihnen sprachen und sie das Potenzial sahen, fragten wir sie, wie sie diese Technologie nutzen würden. Wollen sie einen Drucker kaufen und ihn in ihre Fabriken integrieren? In den meisten Fällen sagten sie: „Nein, was wir wollen, sind Teile.“ Der schnellste Weg bestand für uns darin, die Fertigungskapazitäten aufrechtzuerhalten.“

„Was ist die Faustregel? Um in irgendetwas Experte zu werden, braucht man drei Jahre. Sie müssen Experten für die Maschine werden, damit sie sich wohl fühlen, sie in die Produktion zu bringen“, fügt DeMuth hinzu. „Unsere [Ansicht] ist, dass wir die Maschinen am besten bedienen müssen, da wir grundsätzlich die Kontrolle darüber haben, was sich in der Maschine befindet. Wir sind bereit zu sagen: „Geben Sie uns einfach mehr Volumen, und wir drucken Ihnen diese Teile.“ Es senkt die Eintrittsbarriere, da der Kunde keine Investitionsgüter kaufen muss. Wir übernehmen das für sie und geben ihnen einfach Teile.“

von Sam Davies

7. Juli 2023

17:00