Velo3D 因其与 IMI 关键工程的合作而获得著名的 Aubin AM 案例研究奖
一些使用 Velo3D 的 IMI 关键工程项目的 3D 打印组件，加工后显示在这里。增材制造行业不乏先驱者和杰出贡献者。其中之一是理查德·奥宾 (Richard Aubin)，他是联合技术公司/普惠公司的一名工程师，他曾对一家小型创业公司 3D Systems 的一项名为立体光刻 (SLA) 的新技术进行了 Beta 测试。那是 1988 年，四年之内，Aubin 和他的团队将率先尝试 Stratasys Ltd. 的熔融沉积建模 (FDM) 和 DTM Corp. 的选择性激光烧结 (SLS)。
随后发表了数十篇论文并进行了多年的研究，在此期间，Aubin 被任命为联合技术研究中心的快速制造经理河他还主持了国家科学基金会的快速模具工具联盟，并成为中小企业快速成型协会 (RPA/SME) 的创始成员。在一份早期出版物中，Aubin 表示，继续顽固坚持传统原型制作方法的制造商就像放在一锅冷水中的青蛙；他指出，除非他们开始接受这种称为 3D 打印的新事物，否则他们很可能会遭受“煮青蛙现象”。
遗憾的是，Aubin 来这里不是为了看看有多少制造商避免了这种不幸的结果；五年后的 1997 年，他去世了。然而，他的一小部分遗产留了下来。 SME 颁发的 Aubin AM 案例研究奖表彰了采用和实施增材制造的杰出案例，同时激励其他人继续追随他的脚步。
协作努力
Velo3D 创始人兼首席执行官 Benny Buller，和他在加利福尼亚州坎贝尔的团队一起，正在这样做。联合案例研究，“Laying the Groundwork for Industrial 3D-Printed Parts in Oil & Gas Applications”，记录了他们与全球流量控制解决方案提供商 IMI Critical Engineering 的合作，并在数十个参赛作品中赢得了 Aubin 奖。
由 Scalmalloy 制成的 3D 打印歧管，Scalmalloy 是一种高强度铝镁合金，含有微量稀土元素钪。论文首先描述了一些石油和天然气(O&G) 行业的诸多挑战。例如，O&G 平台的工作压力和温度对钻井、泵送和控制设备来说极其困难，因此部件故障不可避免。而且由于更换零件的交货时间通常很长，其中许多已不再从 OEM 工厂获得运营商必须维持大量的组件供应，从而推高成本。必须加快从中央仓库到北极中部或离岸 50 英里的紧急零件只会增加挑战；然而，如果不这样做，可能会导致代价高昂的停机。
然而，情况更具挑战性。与许多行业一样，如今的金属、电子和工程能力优于许多此类平台首次部署时所使用的能力。但由于设计和建造 O&G 设施需要大量的投资成本和时间，因此通常既没有机会也没有意愿去探索更新的技术。这形成了一个可靠性不佳和最终设备故障的循环，随后是用几十年的旧组件进行维修，所有这些都得到了保持旧平台运行所必需的昂贵、臃肿的库存的支持。
IMI 关键Engineering 的 O&G 客户痛苦地意识到这一点秒。这家总部位于英国伯明翰的公司为这个要求苛刻的行业和许多其他行业设计、制造和安装各种阀门和执行器，包括发电、金属生产和石化加工。其中一些解决方案是为满足特定操作要求而定制设计的——再加上快速更换旧组件的需要，很容易理解为什么 IMI 在八年多前就决定投资金属增材制造。
之前发生了什么
没有必要重复案例研究和由此产生的 Aubin 奖，只是说流量控制供应商需要的不仅仅是从现有 3D 打印机获得的。对细节感兴趣的人可以从 Velo3D 网站下载案例研究。在那里，您会找到有关设计优化、多级流动路径和使用 Inconel 718 3D 打印的节流阀笼的信息。
读者找不到的是 Benny Buller 和他的故事公司的演变。虽然他可能不像 Stratasys 的 Scott Crump 那样从厨房的餐桌开始，用热胶枪为他的女儿制作塑料玩具，但 Buller 继续提高 AM 可能性的标准，使他的公司从早期的愿景“无支持”3D 打印到一家上市制造商，提供“端到端金属增材制造解决方案”，拥有 200 多名员工，在航空航天、能源和医疗行业拥有数十家客户，并且在全球范围内的业务不断增长。
Velo3D 的 Zach Walton（左）从弗吉尼亚理工大学的 Chris Williams 那里获得 Aubin AM 案例研究奖。
具有讽刺意味的是，Buller 曾发誓永远不投资金属3D打印。 “在半导体行业工作多年后，我花了 som我在投资界听说过 3D 打印是一项伟大的技术，你可以制作任何你需要的东西，唯一需要改进的就是成本，”Buller 说。 “然而，我从以往的经验中知道，当你在竞争降低成本时，这是一场逐底竞争。没有人赢。”
Buller 在投资一家火箭公司后改变了主意，他们打算通过金属 3D 打印生产一些“非常创新的设计”零件，却发现结果无法制造。使用 DfAM（增材制造设计）技术，他们最终修改了设计以适应现有的 3D 打印技术，但代价是性能降低。 Buller 决定为此做点什么。
“我问自己，‘如果我们能解决这个问题会怎样？如果我们可以消除这些设计和制造限制会怎样？’我知道这会彻底颠覆3D 打印，但与此同时，许多人告诉我这完全不可能。这种颠覆性和不可能的组合对我提出了挑战，因此我决定用我生命中的下一个十年来解决这个问题。”
信任问题
这是 Buller 在半导体领域的背景严格的质量标准使他想到了今天被称为 Sapphire 系列打印机的解决方案。虽然他很乐意解释使他的公司取得成功的许多专有技术，其中包括非接触式重涂机系统、粉末床高度测绘、激光参数的严格控制和构建室内的气氛，以及有助于简化流程的软件系统构建过程 — Buller 还就该行业的诸多挑战和可预见的未来发表了很多看法。
“增材制造的意义远不止技术，”他说。 “我们和其他制造商 h这方面做得很好，以后还会做得更多。但您还需要对金属 3D 打印过程及其生产的组件的机构信任。如果您要取得推动行业向前发展所需的更高水平的成功，那么信任和技术必须协同工作。”
这种信任的大部分将来自公认的和有据可查的制造标准的建立.这是根据 Velo3D 能源解决方案总监 Zach Walton 的说法，他与 IMI Critical 在该项目上密切合作，并在案例研究中多次被点名。他以美国石油学会的 API 标准 20S“用于石油和天然气工业的增材制造金属部件”为例，这是在该应用和类似应用中广泛采用金属增材制造的关键的第一步。
“行业标准将开启更多关于添加剂可以做什么和，最终将在制造过程及其背后的技术中建立更多的信任，”沃尔顿说。 “航空航天业在这方面处于领先地位并取得了一些出色的进展，但我们现在看到其他领域的兴趣更大，包括石油和天然气。”
未来的超音速航天器（图片由 Second 提供） Bay Studios），普渡大学正在为此研究 Velo3D 部件在超音速等效地面测试中的弹性。
即将到来的转型
教育也将发挥重要作用。 Walton 指出，IMI Critical 甚至在 Benny Buller 开始制造金属 3D 打印机之前就使用了它们。他建议最近的项目可能已经向制造商介绍了他们以前缺少的设计自由度，但他们带着 exte 来到了桌面积极的增材制造经验。许多后期采用者并非如此，这就是为什么他和他在 Velo3D 的同事致力于使 3D 打印和零件设计尽可能简单。
Walton 说，“这意味着继续简化流程，改进我们解决方案的不同部分，并尽可能协助零件和材料鉴定——所有这些都将使下一代公司更容易采用增材制造，这最终将改变他们的业务。”
Buller 同意，但补充说增材制造也将转变供应链。 “我们已经看到许多原始设备制造商不希望垂直整合，”他说。 “他们只是想与一家合同制造商合作，能够按时、按时、按时、按质、按时交付部件（3D 打印或其他）。实现这一目标需要增材制造的民主化，需要更多熟练的、能够始终如一、准确地生产零件的本地化供应商。
“一旦到位，”他继续说道，“该行业将享有一种新发现的能力，可以缩短开发周期并提供比以前性能更高的产品，只需花费一小部分时间和成本，从而加速该业务的创新。”
