تا اینجا ما در مورد این فناوری به عنوان یک مزیت استراتژیک برای HP برای ظهور در بازار فلز AM صحبت کرده ایم. اکنون زمان آن رسیده است که در مورد آنچه که HP به عنوان محرک های کلیدی فناوری Metal Jet در تولید می داند، یا به عبارت دیگر، عناصری که تبدیل مواد را به قطعات دیجیتال واقعی می کشد، بحث کنیم. همانطور که به طور کلی اتفاق می افتد، استراتژی منجر به پذیرش و صنعتی شدن از مواد شروع می شود. استفاده از پودرهای MIM می تواند استقرار و صلاحیت مواد جدید را تسریع کند، اما این بدان معنا نیست که معرفی یک ماده جدید فوری است. اچ پی متال جت با دو ماده، هر دو بر پایه فولاد ضد زنگ وارد بازار می شود: 316L و 17-4PH. اینها به ترتیب رایج ترین فولادهای زنگ نزن آستنیتی و سخت شده با رسوب (PH) هستند که امروزه برای فرآیندهای AM مبتنی بر پودر استفاده می شوند و برخی از رایج ترین فلزات مورد استفاده در تمام تولیدات هستند. انتظار می‌رود این فولادها نقشی مشابه در جت فلزی داشته باشند که نایلون (PA12) در MJF انجام داد: طیف گسترده‌ای از کاربردهای دسته‌ای بزرگ را در بخش‌هایی پوشش می‌دهد که در حال حاضر توسط فلز AM به آن توجه نمی‌شود، مانند تولید انبوه خودرو و محصولات مصرفی که به طور گسترده در دسترس هستند. فولادها با یک مرحله توسعه با فلزات و آلیاژهای جدید همراه خواهند شد، همه اینها در حالی است که با مشتریان بزرگ در زمینه توسعه مواد سفارشی بر اساس تقاضای کاربرد کار می کنند.
از سوی دیگر، جت بایندر فلزی سال‌هاست که وجود داشته است و چندین شرکت دیگر این فناوری را از قبل بازاریابی می‌کنند یا آماده انجام این کار هستند. بر اساس پتنت‌هایی که در ابتدا در MIT توسعه یافتند، به طور کلی، جت بایندر فلزی عمدتاً توسط شرکت‌های آمریکایی که به دنبال مقیاس‌سازی فلز AM به تولید انبوه هستند، به‌عنوان جایگزینی برای رویکرد همجوشی بستر پودر فلزی عمدتاً مبتنی بر آلمان، توسعه و به بازار عرضه شده است.
پرینت سه بعدی اچ پی اکنون انتظار دارد کاری بسیار مشابه با فناوری Metal Jet، نسخه خود HP از جت بایندر فلزی انجام دهد. در مقایسه با تجارت پلیمر، شباهت ها و تفاوت هایی وجود دارد. MJF اولین فرآیند همجوشی تخت پلیمری حرارتی و مسطح با بهره وری بالا بود که به بازار عرضه شد، اما اولین موردی نیست که اختراع شده است. HSS، یک فناوری بسیار مشابه، قبلاً در Xaar در حال توسعه بود و از آن زمان توسط Stratasys و voxeljet در سیستم‌های تولیدی خود به کار گرفته شد.
رقیب سوم، GE Additive، کمی عقب است. این شرکت که در سال 2016 با خرید شرکت EBM Arcam و شرکت لیزری PBF Concept Laser وارد بازار AM فلزی شد، همچنین انتظار می‌رود یک سیستم جت تجاری فلزی بایندر که در حال حاضر با نام H2 شناخته می‌شود، راه‌اندازی کند و قبلاً نشان داده است. قابلیت دوام برخی برنامه های کاربردی تولید خودرو با مشتریان بتا. همچنین رقبای بالقوه دیگری با فناوری‌های مشابه، مانند 3DEO مستقر در کالیفرنیا وجود دارند که در تولید انبوه قطعات ارزان قیمت از طریق سیستم‌های توسعه‌یافته داخلی فعال هستند، با این حال، نبرد سخت‌افزاری MBJ عمدتاً بین این چهار شرکت انجام خواهد شد.
برنامه ها در واقع عنصر کلیدی بعدی استراتژی صنعتی سازی اچ پی متال جت هستند. پس از توسعه مطالعات موردی تولید برنامه های کاربردی موفق با مشتریانی مانند فولکس واگن و GKN در طول آزمایش بتا و مرحله عرضه اولیه دستگاه S100، HO قرارداد جدیدی با اشنایدر الکتریک امضا کرد. این شرکت می‌خواهد به همکاری استراتژیک با OEMهایی که دارای IP برنامه‌ها هستند، ادامه دهد تا راه‌حل‌های DfAM و زنجیره تامین سفارشی‌سازی شده را توسعه دهند و معمار کنند. HP خود قصد دارد بازار را برای کاربردهای فوری، عمدتاً در فولاد ضد زنگ، برای فیلتراسیون، هیدرولیک، دستگاه های پزشکی و روباتیک (و همچنین برخی از محصولات مصرفی) توسعه دهد و گسترش دهد. در نهایت، HP با سازندگان قراردادی (CMs) برای صنعتی کردن بیشتر فرآیند طراحی، تولید قطعات بر اساس تقاضا و ارائه راه حل زنجیره تامین محلی به OEM ها همکاری خواهد کرد.
تنها جنبه ای از گردش کار که در حال حاضر توسط HP مدیریت نمی شود، مرحله تف جوشی است که به دانش بسیار خاصی نیاز دارد. به همین دلیل، اچ پی در حال همکاری نزدیک با کارشناسانی مانند سیستم های النیک در زمینه پخت است. هنگامی که تولید انبوه افزودنی دیجیتال پیاده سازی شود، شرکت به سیستم های پیچیده تری برای جابجایی و مرتب سازی قطعات نیز نیاز خواهد داشت، اما احتمالاً باید از طریق ماشین هایی مانند دستگاه هایی مانند AM Flow که توسط شرکت هایی مانند AM Flow معرفی شده اند، بررسی شود.
از مواد گرفته تا تولید انبوه
چگونه HP انتظار دارد در این زمینه بسیار رقابتی ظاهر شود؟ 3dpbm، همراه با گروه کوچکی از تحلیلگران، به مرکز چاپ سه بعدی HP در سنت کوگات، نزدیک بارسلونا دعوت شد تا پیش‌نمایش عملی از قابلیت‌های سیستم و مروری بر استراتژی شرکت به سمت بازار در آینده داشته باشد.
هل دادن پاکت ساخت
یک بازار رقابتی
اولین عنصر استراتژی HP رویکرد این شرکت به بخش چاپ سه بعدی پلیمری را تکرار می کند. این شامل هدف قرار دادن کل صنعت تولید و رقابت با سایر فن آوری های تولید برای یک کیک بسیار بزرگتر، به جای سایر فرآیندهای چاپ سه بعدی فلزی است. در اینجا، همانطور که توسط Ramon Pastor، اکنون رئیس جهانی و مدیر کل در HP (و مردی که پشت هر دو برنامه MJF و Metal Jet برای عرضه به بازار است) توضیح داده است، باید از Metal Jet به عنوان ابزاری برای انتقال از مونتاژ دستی به دیجیتال استفاده کرد. تولید. این به معنای کاهش وابستگی به کارگران ماهر که به سختی یافت می‌شوند و در عین حال به چالش‌های مرتبط با زنجیره تأمین می‌پردازد، که هر دوی آنها در این دوره زمانی خاص مسائل بسیار مبرمی هستند، کاهش می‌یابد. علاوه بر این، به عنوان یک فرآیند چاپ سه بعدی که نیازی به پشتیبانی ندارد، به طور کلی، جت بایندر فلزی می‌تواند مهندسان را قادر سازد تا از مزایای هندسی AM از نظر هندسه‌های پیچیده و زیرمجموعه‌های سفارشی، با کاهش اثرات زیست‌محیطی در مقایسه با کاهش‌دهنده، به طور کامل استفاده کنند. و فرآیندهای تکوینی این رویکرد نه تنها برای HP و AM استراتژیک است، بلکه ضروری است. یافتن نیروی کار واجد شرایط برای کارهای فشرده کار دستی برای بسیاری از شرکت ها سخت تر می شود و هزینه های نیروی کار در غرب بسیار بالاست. در یک سناریوی ایده آل، این به معنای کنار گذاشتن مشاغل نیست، بلکه به معنای دور کردن آنها از کار یدی است. این یک روند اجتناب ناپذیر به دلایل بسیاری است. توزیع مجدد کارآمد ثروت موضوع متفاوتی است، موضوعی که به تصمیم گیرندگان سیاسی تعلق دارد.
عنصر نهایی، جریان کار سرتاسر جت فلزی، چالش برانگیزترین برای پیاده سازی است، زیرا فراتر از خود چاپ است و برای مقیاس بندی پرینت سه بعدی فلز به تولید انبوه اهمیت اساسی دارد. HP با بهره گیری از بسیاری از درس های آموخته شده با فناوری MJF، سیستم S100 Metal Jet را همراه با ماشین های اختصاصی با برند HP برای مدیریت پودر، پخت و حذف پودر راه اندازی می کند. واحد اختلاط و الک پودر که برای پشتیبانی از چاپگرهای متعدد طراحی شده است، اقتصاد فرآیند را با مخلوط کردن و کنترل افزودن مواد تازه و خودکار کردن بارگیری پودر در واحد ساخت بهبود می بخشد. واحد حذف پودر همچنین اقتصاد فرآیند و کار را بهبود می بخشد و در عین حال محیط کاری تمیز و ایمن را ایجاد می کند. برای افزایش بهره وری می توان چندین واحد اضافه کرد.
HP در تلاش خود برای ایجاد تسلط بر بازار در جت بایندر فلزی، در برابر سه رقیب اصلی قرار دارد. اولین و شناخته شده ترین گروه Desktop Metal است که ترکیبی از فن آوری های جت بایندر فلزی است که در داخل با مشارکت مخترع جت بایندر فلزی Eli Sachs و آنهایی که توسط رهبر فعلی بازار جت بایندر فلز ExOne که در سال 2021 خریداری شد به بازار عرضه شده است. چندین سال ExOne تنها شرکتی بود که سیستم‌های جت بایندر فلزی تجاری را در بازار داشت و امروزه گروه Desktop Metal دارای پیشروی قابل توجهی در بازار است.
استفاده از همه این جنبه ها باعث صنعتی شدن فناوری متال جت می شود. با تکمیل برنامه آلفا که برای اولین بار در سال 2018 اعلام شد شروع شد و از طریق اجرای تولید سریال واقعی در Manor OEM با ارائه هزاران قطعه در ماه ادامه یافت. با معرفی مانیتورینگ دستگاه بر اساس داده های ماشین از طریق API و توسعه اتوماسیون تولید (از طریق مدیریت پودر و حذف) تکمیل شد. در حال حاضر، HP برای راه اندازی می رود. توقف بعدی: تمرکز بر برنامه های کاربردی و گسترش شبکه تولید متال جت.
منبع
پنج سال از ساخت آن می گذرد (باید چهار می شد، اما همه گیری کووید، برنامه های اولیه را تغییر داد). از IMTS 2018 تا IMTS 2022، از اولین اعلامیه استفان نیگرو تا عرضه رسمی امسال: فناوری HP Metal Jet اینجاست، زیرا چاپگر سه بعدی Metal Jet S100 به طور کامل در دسترس است. عصر فلز AM برای تولید دسته ای بزرگ، در بخش های انبوه مانند خودرو و محصولات مصرفی، آغاز شده است.
حتی با وجود فراز و نشیب های اجتناب ناپذیر، از زمانی که HP فناوری AM پلیمری خود، MultiJet Fusion را معرفی کرد، بازار AM مانند قبل نبوده است. رقبا در تولید مواد افزودنی ترموپلاستیک ناپدید نشده اند، در واقع آنها کم و بیش همان درآمدهایی را ایجاد می کنند که قبلا داشته اند. با این حال، بازار کلی پلیمر AM به طور قابل توجهی رشد کرده است، زیرا بسیاری از پذیرندگان جدید از فناوری جذب شده توسط بهره وری بالا و پیشنهاد با ارزش بالای ارائه HP استقبال کرده اند.
رقیب دوم، گروه Markforged، که منشأ آن نیز در منطقه بزرگ بوستون است، از نظر ساختار بسیار شبیه است. این شرکت رقیب مستقیم Desktop Metal در بخش رسوب رشته های فلزی متصل است که هر دو شرکت پیشگام بوده و در ساخت آن کمک کرده اند. هر دو شرکت توانستند از طریق ادغام SPAC سرمایه قابل توجهی را با عرضه عمومی به دست آورند و هر دو شرکت خریدهای قابل توجهی برای تسریع توسعه تجارت جت فلزی بایندر انجام دادند. Markforged شرکت سوئدی Digital Metal را از گروه هوگاناس خریداری کرد. همراه با ExOne، دیجیتال متال قابلیت جت کردن فلز بایندر را برای سالیان متمادی ارائه کرد. جایی که ExOne بر روی نمونه های اولیه و ابزارهای فلزی بزرگ تمرکز کرد، Digital Metal بر روی دسته های بزرگی از قطعات کوچک و دقیق تمرکز کرد. با این حال، برای چندین سال Digital Metal تنها فناوری خود را به عنوان یک سرویس ارائه کرد و تنها در سال 2019 بازاریابی یک سیستم را آغاز کرد. این هنوز به این معنی است که Markforged و Desktop Metal در حال حاضر با محصولات تجاری در بازار جهانی حضور دارند.