VELO3D是直接金属激光烧结(DMLS)增材制造系统和打印准备软件的开发商,发明了SupportFree Geometries无支撑金属3D打印技术。成立于2014年,最初4年默默研发,2015年获得A轮融资2210万美元;于2018年在国际制造技术展(IMTS)上首次披露了其蓝宝石DMLS系统。蓝宝石系统的关键是VELO3D的智能融合技术,它可以模拟和预测零件变形,消除支撑结构。智能融合工艺通过调整零件设计来平衡变形,并配合前馈闭环熔池控制和原位计量数据来实现,生产出的零件几乎没有支撑结构。
金属增材制造或3D打印,主要是以熔池快速固化的焊接工艺。在凝固和冷却过程中,零件会产生热应力和残余应力。支撑有两个作用:一是作为固定件,固定零件,防止热变形而移动;二是热传导。临时支撑结构是直接能量沉积(DED)和传统的粉末床熔融(PBF)技术所必须的,通常需要打印完成后加工操作去掉。后期处理增加了成本,使周期延长。更重要的是,它限制了金属3D打印的设计自由度。
几十年来,金属3D打印公司一直依靠支撑结构将零件固定在构建板上,并进行热处理。一般情况下,我们已经开始依赖这些支撑来辅助打印小于45°的低角度结构。但是,这些低角度的几何形状也是在零件整合过程中,在装配体不可进入的内部通道中容易产生支撑。通过使用支撑物将零件固定在构建板上,在一定程度上将3D打印固定在原型设计上。
VELO3D与现有的粉末床熔接解决方案不同,具有独特的能力,可以打印低角度和低至0°(水平)的悬垂,以及大直径和高达100mm的内管,而无需支撑。这不仅省去了后处理的麻烦,而且克服了 45°法则——角度小于45°的就需要支撑。VELO3D让设计师可以自由地构建,释放出大量可以3D打印生产的设计。
据VELO3D介绍,其技术是刮刀工艺(re-coater process),称之为非接触式刮刀。它不是使用传统的接触刮刀铺粉机制,而是使用了非接触式技术,好处非常多。非常擅长生产高宽比、薄壁零件、大型件等。简而言之,铺粉时刀片不与金属粉床接触。粉末铺展完毕后,进行一种刮刀非接触式过程在粉末上面,以确保粉末绝对平整。同样,这些都不与实际的床身或部件接触,实现高自由度,从而实现无支撑金属3D打印。
蓝宝石系统采用了一种名为“智能融合(Intelligent Fusion)”的技术。该系统通过激光烧结一些粉末,从而打印复杂的金属物体,其工艺与基于树脂的标准化3D打印系统类似。该技术另一个更引人注目的方面是,它能够构建复杂的几何对象且不需要必备的支撑结构。相反,正如首席产品官Stefan Zschiegner所描述,事实上,物体是由已经完全成形的粉末构成的。