Há uma boa razão para o nome 3DM estar começando a surgir cada vez mais na indústria de manufatura aditiva. A jovem empresa israelense, fundada em 2016, desenvolveu uma nova tecnologia de fusão a laser em leito de pó que abrirá novas possibilidades de materiais e tornará a tecnologia mais acessível.
Laser em cascata quântica da 3DM
O que diferencia o 3DM da concorrência no mundo do SLS é o seu Quantum Cascade Laser (QCL). Desenvolvido pelo fundador da 3DM, Daniel Majer, especialista em tecnologias eletro-ópticas de laser e semicondutores, o QCL é um laser semicondutor cujos feixes de alta energia podem ser ajustados para comprimentos de onda específicos dentro do espectro IR médio.
Na prática, isso significa que o laser de impressão 3D pode ser programado para corresponder às propriedades de fusão específicas de praticamente qualquer material termoplástico, o que abre um vasto potencial para a impressão de novos materiais plásticos em pó. O laser também derrete com precisão e intensidade que ajuda as moléculas do material a se unirem, resultando em peças com propriedades mecânicas e isotrópicas aprimoradas.
A abordagem de desenvolvimento de um laser que possa corresponder às propriedades de absorção de energia de termoplásticos específicos é diferente da maioria das tecnologias SLS existentes. Estas tecnologias tendem a depender de lasers menos eficientes, que só conseguem processar uma pequena gama de materiais, bem como de materiais que contêm aditivos para melhorar a absorção de energia. Este desenvolvimento e trabalho adicionais podem aumentar o custo das tecnologias SLS e dos consumíveis, bem como limitar a gama viável de termoplásticos.
A tecnologia QCL supera esses obstáculos usando um laser que derrete materiais específicos da maneira mais eficiente. A tecnologia QCL da 3DM tem sido usada com sucesso para imprimir todos os tipos de materiais SLS, incluindo PAs, PPs e TPUs, e pode, teoricamente, ser usada com qualquer material termoplástico em pó.
Além de seu comprimento de onda variável, o Quantum Cascade Laser também traz outros benefícios. O laser é minúsculo, medindo aproximadamente o tamanho de um grão de arroz, e é extremamente acessível. De acordo com o 3DM, cada laser de comprimento de onda ajustável custa apenas dezenas de dólares. Graças a isso, a 3DM foi capaz de desenvolver um sistema de cabeçote de feixe que pode acomodar até seis lasers de maneira econômica e que podem funcionar simultaneamente para velocidades de impressão mais rápidas. (Esses feixes podem ser combinados para maior escalabilidade.) O laser também possui maior precisão do que os lasers de CO2, com a capacidade de atingir resoluções muito altas.
Eylon resume os principais benefícios da inovação do laser 3DM: “As principais vantagens da tecnologia QCL são encontradas na eficiência de fusão dos materiais plásticos. Isso resulta em quatro benefícios principais: uma ampla gama de materiais possíveis, alta resolução e acabamento superficial, propriedades mecânicas aprimoradas e natureza isotrópica, além de velocidade e produtividade de impressão. Além desses benefícios, o preço esperado é econômico e o sistema é uma plataforma aberta, permitindo aos fabricantes uma ampla gama de materiais possíveis, além de manter baixos os custos operacionais.”
O que está por vir no 3DM
Quando conversamos com a 3DM em maio, a empresa estava se preparando para a produção de duas impressoras 3D de nível industrial: um sistema profissional compacto equipado com um módulo de laser único e uma máquina maior com configuração de quatro lasers. O primeiro, que virá primeiro, será ideal para adotantes que buscam uma produção em menor escala e um custo inicial mais baixo, enquanto o último é projetado para aplicações industriais de alto rendimento. Em última análise, é na produção industrial em série que a empresa está mais interessada.
Desde maio, Eylon nos conta que a 3DM tem feito progressos constantes no lançamento de seus primeiros sistemas. Ele diz: “Estabilizamos ainda mais nossa cabeça de feixe e fizemos outras melhorias nela, e enviamos uma para um parceiro estratégico para que eles testassem em seus próprios equipamentos e em suas próprias instalações. Estamos muito ansiosos por esta parceria, pois será a primeira vez que a tecnologia 3DM será testada nas instalações do cliente e em um ambiente de produção. Além disso, esperamos obter muitos conhecimentos e informações altamente valiosos através desta atividade sobre aplicações de produção AM. Usaremos os insights para produtos futuros e os tornaremos ainda mais adequados para aplicações de produção.”
A empresa também ampliou seu acordo com seu parceiro estratégico de fabricação para a produção de sua máquina com cabeçote de feixe único. Através deste último acordo, a 3DM receberá o seu primeiro protótipo de sistema no início de 2024. A partir daí, Eylon acrescenta que “esperamos a introdução do produto no início do próximo ano e, devido ao imenso interesse do mercado, começámos a aceitar pré-encomendas com potenciais clientes selecionados”. para garantir sua posição na fila. No futuro, a 3DM também planeja introduzir produtos auxiliares para complementar seus sistemas de fusão em leito de pó a laser, incluindo equipamentos de automação e pós-processamento, bem como materiais.
Parceria com serviços
Eylon revela que a 3DM não tem ambições de se tornar produtora de peças. Em vez disso, a empresa operará principalmente como fornecedora de hardware AM, embora também se veja como consultora de desenvolvimento de aplicações, no sentido de que trabalhará em estreita colaboração com clientes e usuários finais para desenvolver materiais e aplicações para sua plataforma de fusão em leito de pó a laser.
Para serviços que buscam eventualmente integrar a solução 3DM em seus portfólios de produção, Eylon sugere aderir ao programa de parceria estratégica da empresa e fazer uma pré-encomenda de sua máquina de cabeçote único. “Como o número de unidades para o primeiro lote de produção é limitado e como temos uma grande demanda por essas unidades, incentivamos os fabricantes que desejam permanecer na vanguarda da tecnologia a colaborar conosco, entrar no programa de parceria estratégica, conhecer o potencial benefícios para seu caso específico e fazer um pedido para garantir sua unidade para o próximo ano”, afirma.
Desde que saiu do modo furtivo no início deste ano, o 3DM e sua oferta exclusiva já geraram interesse em vários setores, incluindo bens de consumo, médico, automotivo e defesa. Os serviços AM também demonstraram grande interesse, sem dúvida atraídos pela promessa da empresa de não apenas uma maior gama de materiais, mas também peças de maior qualidade, velocidades de produção mais rápidas e impressão 3D mais económica. O foco da empresa na produção de alto rendimento – com volumes de centenas de milhares de peças – também é fundamental para seu posicionamento no mercado.
A 3DM já está colaborando com vários usuários finais para desenvolver aplicações, materiais e aprimorar sua tecnologia de impressão 3D. “Trabalhamos constantemente com os usuários finais e valorizamos seus comentários”, explica Eylon. “Planejamos implementar mudanças relacionadas principalmente à qualidade do resultado e depois à experiência do usuário. O objetivo é fabricar sistemas de produção AM, e o desafio é grande, mas emocionante.”
Em termos de aplicações, a empresa está mais ansiosa para explorar casos de uso que exijam um material específico para aproveitar as vantagens dos comprimentos de onda ajustáveis do sistema QCL. Eylon afirma: “As oportunidades mais interessantes são aquelas com usuários finais que precisam de um polímero específico para permitir sua aplicação específica. Temos alguns exemplos que são confidenciais e estamos sempre em busca de mais.” Para saber mais sobre o QCL acesse o site.
