無支撐金屬3D打印VELO3D,，獲得迄今為止最大的訂單2000萬美元

總部位于美國硅谷的無支撐金屬3D打印廠商VELO3D，即將成為3D打印行業(yè)新的明星企業(yè),，前兩天,，南極熊還報道了這家公司已經(jīng)累計獲1.5億美元（約合10億人民幣）融資。

2020年6月24日,， VELO3D公司剛剛宣布,，收到了一筆2000萬美元（約1.4億人民幣）的訂單,，用于購買一些金屬LB-PBF 3D打印機。這筆訂單來自于一個未透露姓名的航空航天客戶,，是VELO公司成立兩年來迄今為止最大的一筆訂單,。

△VELO3D的藍寶石3D打印機

VELO3D的創(chuàng)始人兼CEO Benny Buller表示,。"這個重要的訂單驗證了VELO3D的SupportFree（無支撐）工藝是可以用于生產(chǎn)的,。我們最近在各個工業(yè)領域取得的成功表明，許多OEM和制造商正在調整他們的供應鏈,，以滿足制造關鍵任務部件的需求,。設計自由、敏捷生產(chǎn)和質量保證是VELO3D獨特的定位,，可以滿足這些要求,。"

無支撐3D打印

VELO的核心技術是其SupportFree（無支撐）的金屬3D打印工藝，可以智能減少復雜通道,、淺懸和低角度的支撐,。VELO產(chǎn)品組合由該公司的Flow打印準備軟件、藍寶石金屬PBF打印機以及Assure質量保證和過程控制系統(tǒng)組成,。

藍寶石打印機能夠為各種應用制造生產(chǎn)級的鈦,、鉻鎳鐵合金和鋁零件。其特點包括雙1kW的激光器和315 x 400 mm的制造室,。該打印機還配備了一個非接觸式重涂機,，以降低零件碰撞的風險，并配備了原位測量傳感器,，以深入了解零件中每一層的制造質量,。

△生產(chǎn)級的VELO3D 3D打印部件，圖片來自VELO3D

核心專利技術

VELO3D是直接金屬激光燒結（DMLS）增材制造系統(tǒng)和打印準備軟件的開發(fā)商,，發(fā)明了SupportFree Geometries無支撐金屬3D打印技術,。成立于2014年，最初4年默默研發(fā),，2015年獲得A輪融資2210萬美元,；于2018年在國際制造技術展（IMTS）上首次披露了其藍寶石DMLS系統(tǒng)。藍寶石系統(tǒng)的關鍵是VELO3D的智能融合技術,，它可以模擬和預測零件變形,，消除支撐結構。智能融合工藝通過調整零件設計來平衡變形,，并配合前饋閉環(huán)熔池控制和原位計量數(shù)據(jù)來實現(xiàn),，生產(chǎn)出的零件幾乎沒有支撐結構。

金屬增材制造或3D打印,，主要是以熔池快速固化的焊接工藝,。在凝固和冷卻過程中,，零件會產(chǎn)生熱應力和殘余應力。支撐有兩個作用：一是作為固定件,，固定零件,，防止熱變形而移動；二是熱傳導,。臨時支撐結構是直接能量沉積(DED)和傳統(tǒng)的粉末床熔融(PBF)技術所必須的,，通常需要打印完成后加工操作去掉。后期處理增加了成本,，使周期延長,。更重要的是，它限制了金屬3D打印的設計自由度,。

幾十年來,，金屬3D打印公司一直依靠支撐結構將零件固定在構建板上，并進行熱處理,。一般情況下,，我們已經(jīng)開始依賴這些支撐來輔助打印小于45°的低角度結構。但是,，這些低角度的幾何形狀也是在零件整合過程中,，在裝配體不可進入的內部通道中容易產(chǎn)生支撐。通過使用支撐物將零件固定在構建板上,，在一定程度上將3D打印固定在原型設計上,。

VELO3D與現(xiàn)有的粉末床熔接解決方案不同，具有獨特的能力,，可以打印低角度和低至0°（水平）的懸垂,，以及大直徑和高達100mm的內管，而無需支撐,。這不僅省去了后處理的麻煩,，而且克服了 45°法則——角度小于45°的就需要支撐。VELO3D讓設計師可以自由地構建,，釋放出大量可以3D打印生產(chǎn)的設計,。

據(jù)VELO3D介紹，其核心技術是專利的刮刀工藝（re-coater process）,，稱之為非接觸式刮刀,。它不是使用傳統(tǒng)的接觸刮刀鋪粉機制，而是使用了非接觸式技術,，好處非常多,。非常擅長生產(chǎn)高寬比、薄壁零件,、大型件等,。簡而言之,，鋪粉時刀片不與金屬粉床接觸。粉末鋪展完畢后,，進行一種刮刀非接觸式過程在粉末上面,，以確保粉末絕對平整。同樣,，這些都不與實際的床身或部件接觸,，實現(xiàn)高自由度，從而實現(xiàn)無支撐金屬3D打印,。

其官網(wǎng)上說得比較含糊,，到底這個無支撐金屬3D打印技術有何奧妙之處,？

截止2020年6月,，VELO3D已有約35項專利獲得授權。南極熊發(fā)現(xiàn),，他們不但在美國,、歐洲申請專利，同時也有其中一些專利早早在中國申請了相關專利,，由此可見他們對專利保護的重視,。南極熊已經(jīng)收集到這35項專利申請書，里面有詳細的技術介紹,，很多專利都超過100頁,！希望對大家有啟發(fā)。例如

專利1.“精湛的三維打印CN108698126A”,。2016年12月9日提交•2018年10月23日發(fā)布,。本公開提供了用于3D打印的各種儀器和系統(tǒng)。本公開提供三維(3D)打印方法,、儀器,、軟件和系統(tǒng)，以用于步進和重復能量照射過程,；控制3D物體的材料特征和/或變形,；減少打印的3D物體中的變形；并且使材料床平坦化,。

專利2.“準確的三維打印CN108883575A”,。優(yōu)先權2016-02-18•申請日期2017-02-16•發(fā)布2018-11-23。本公開提供了三維(3D)打印方法,、儀器和系統(tǒng),，其尤其使用調節(jié)至少一個3D物體的形成(例如在3D打印期間實時)的控制器；以及促進其的非暫時性計算機可讀介質,。例如,，調節(jié)3D物體的至少一部分的變形的控制器,。控制可為原位控制,�,？刂瓶蔀樵�3D打印過程期間的實時控制。例如,，控制可在現(xiàn)象脈沖期間,。本公開提供了用于評估熔池的基本長度尺度的各種方法、儀器,、系統(tǒng)和軟件,，以及增加3D打印的準確度的各種工具。

專利3. “無支撐三維打印的設備,、系統(tǒng)和方法CN108436082A”,。2014年6月20日優(yōu)先權•2015年6月19日提交•2018年8月24日發(fā)布。本發(fā)明提供三維(3D)物體,、3D打印過程以及用于3D物體的制造的方法,、設備和系統(tǒng)。本發(fā)明的方法,、設備和系統(tǒng)可減少或消除對輔助支承件的需求,。本發(fā)明提供利用本文中所描述的打印過程、方法,、設備和系統(tǒng)打印的三維(3D)物體,。

△無支撐金屬3D打印專利結構之一

其中，最核心的是 專利3. “無支撐三維打印的設備,、系統(tǒng)和方法CN108436082A”,，申請書長達129頁。特此分享給讀者研究了解,，歡迎下載,。

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△Velo3D Sapphire 金屬3D打印機構建室，是圓柱形的