EOS在瞬息万变的金属3D打印行业中保持敏捷

在AMCM用铜印刷的算法设计的航空尖峰火箭发动机。图片由AMCM/EOS/Hyperganic提供。

德国3D打印机制造商EOS不仅是增材制造（AM）行业的先驱，而且还凭借自己的激光粉末床融合（LPBF）技术保持了金属3D打印的市场份额。然而，该行业正在迅速变化，竞争的形式是越来越多的金属LPBF机器制造商和大型企业集团增加其在金属增材制造领域的股份。

在 2023 年增材制造用户 （AMUG） 大会上，我们有机会与 EOS 团队坐下来了解先驱者如何在这种竞争格局中保持敏捷。应用技术高级副总裁Greg Hayes和高级增材制造顾问Michael Wohlfart表示，部分答案在于公司的研发专业知识及其组织结构。

“无支撑”金属 3D 打印
得益于硅谷初创公司Velo3D（NYSE： VLD）的推出，“无支撑”金属3D打印的概念已成为LPBF世界的热门话题。这是因为当涉及到使用该技术制造的零件时，支撑结构是一个关键的麻烦，Velo3D最初的营销活动展示了其机器在没有支撑的情况下3D打印金属部件的能力。反过来，其他LPBF机器制造商必须向公众展示他们也可以实现“无支撑”的3D打印。

2020 年，EOS 发表了一篇关于使用 3D 打印支架而不是支撑结构制成的髋干植入物 3D 打印的博客文章，以提供对打印机重涂力的保护。图片由EOS提供。

最近变得清楚的是，大多数（如果不是全部）LPBF机器都可能用于在不使用支撑结构的情况下生产零件，但它们的策略并不总是公开的。例如，在 2022 年的 RAPID+TCT 展会上，AddUp 展示了几种不使用支架即可 3D 打印的金属物品。最近，EOS推出了自己的营销活动，专门针对该主题。

“我总是想提醒自己的一件事是，这个过程的物理原理与三年前、两年前以及现在这些新工具完全相同，”格雷格·海耶斯解释说。“在过去的几年里，许多公司一直在谈论能够建立无支持。你不能欺骗物理学。过程就是过程，这意味着，如果你可以在一个系统上构建无支持，你也可以在另一个系统上构建无支持。独特的区别在于你如何控制这个过程，以便能够免费建立支持。

在大多数情况下，无支撑的3D打印是通过大幅减慢打印过程或预先计算构建并解决特定几何形状的特定区域来实现的。然而，就EOS而言，这是一个新的软件解决方案的结果：Smart Fusion，该公司在今年的RAPID+TCT活动中发布了智能融合，这不仅仅是为了消除支撑结构。这也是关于更大、更重要的流程质量控制问题。

定子环由316L3D打印而成，无支架。图片由EOS提供。

“有趣的不仅是无支持的东西，还有我们使用的技术。这是迄今为止在商业产品中实现的最强大的主动反馈循环，“Wohlfart说。

他接着解释说，使用EOSTATE ExposureOT监测系统，可以捕获打印机熔池的光发射。通过测量光发射，Smart Fusion可以自动检测过热，然后在后续层中调整工艺参数。

“通过避免过热，你已经消除了为什么你需要支持的最大因素之一，”Wohlfart说。“因此，我们可以大大减少支撑，而您只需要增加零件悬垂区域的传热。支撑的另一个原因是补偿焊接过程产生的残余应力。我们还看到，如果我们避免过热，残余应力会变低。最好的部分是它是自动化的，因此不需要用户进行大量调整。

换句话说，EOS开发了一种工具，用于以自动化方式完全改善构建结果。无支撑的3D打印恰好是一个附带的好处。它能够在不减慢设备构建速度的情况下实现这一目标。

不断变化的金属3D打印市场
然而，不仅仅是在没有支撑的情况下进行3D打印的能力正在撼动金属增材制造行业。鉴于当前的经济环境和尼康收购SLM Solutions，并购的气味弥漫在空气中。 EOS将如何发展？海耶斯很快指出了这位德国中坚力量背后的遗产。

“我们是家族企业。在过去的32年里，答案没有改变，也没有打算出售给更大的组织或被更大的组织收购。这是兰格家族要做出的决定——真的不是坐在这张桌子上的任何人，“海耶斯笑着说。“但在我们所有的计划中，都没有被收购的意图。实际上，我们为我们的组织在过去几年中能够成长甚至保持增长而感到自豪。我什至不认为我们停下来想，’我们将如何对抗尼康？或者我们将如何处理这家正在冒泡的新公司？我们的谈话更多的是：，这家新公司将如何帮助我们发展我们所处的行业？我们处于行业增长模式，就像我们所做的一切一样。最后，我们正试图为EOS争取到这块蛋糕。但我认为互相打架是浪费卡路里，对吧？我们应该发展这个行业。

创立并拥有EOS的传奇兰格家族可能没有兴趣出售给潜伏在阴影中并等待扑向AM的企业巨头。随着该行业的快速扩张（根据SmarTech Analysis的数据，预计到2025年将达到250亿美元），EOS的增长速度会一样快吗？我们可以想象，该公司可以收购其公平份额的业务，或者与另一个AM中坚力量合并 – 尽管我猜Nano Dimension的报价不会太认真。

海耶斯指出，EOS可能不需要建立自己的相对规模来保持市场领先地位。例如，EOS不会以传统的EOS品牌发布自己的大型金属3D打印机，因为它已经通过AMCM这样做了。EOS子公司是太空应用3D打印的早期创新者，并继续成为新太空市场的大型供应商。

与此同时，由兰格家族种子投资成立的独立公司AM Ventures已经建立了一个初创公司组合，为3D打印市场提供各种独特的功能。他们的重点范围从正畸解决方案和制造执行软件到电动机组件和微金属3D打印。作为独立的企业，它们在市场上灵活运作，但它们也可以作为EOS的重要业务合作伙伴。

在AMCM用铜印刷的算法设计的航空尖峰火箭发动机。图片由AMCM/EOS/Hyperganic提供。

DyeMansion就是一个很好的例子。对于需要完成聚合物打印部件的EOS客户来说，后处理初创公司非常重要，但Stratasys也采用了DyeMansion的技术来开发自己的聚合物PBF技术。与此同时，至少在一个案例中，EOS的竞争对手3D Systems收购了AM Ventures业务Additive Works。

由于投资组合业务与EOS之间没有正式关系，因此它们能够在AM领域自由移动。然而，他们和EOS的其他业务可能会让这位德国坚定的支持者灵活地适应这个行业，因为它在后COVID环境中继续改变形状。

海耶斯在采访结束时这样总结该行业：

“四年前，我们谈论的是全球化、外包和分布式制造，对吧？现在，我们谈论的是回流和劳动力发展。如果我们谈论分布式制造，它是在一个已知的生态系统中分布的，安全性是最重要的。现在这是一个不同的世界，这是一个增材制造具有非常强大地位的世界。我们计划尽我们所能冲浪。