A 3D nyomtatási forradalom meggyújtása

A LEAM Technologies iparosítja az additív gyártást — a müncheni Siemens kutatási és innovációs Ecosystem sikertörténete

A láthatatlan hiba

Képzelje el, hogy építesz egy épületet, ahol minden emelet bizonytalanul nyugszik az alatta lévő emeleten. Ez az analógia tökéletesen leírja, mi volt eddig a 3D nyomtatás alapvető kihívása: Míg a folyékony műanyagot rétegenként alkalmazták, a rétegek közötti kötés továbbra is kritikus gyengeség maradt. A réteginterfészek láthatatlan hiányosságai azt jelentették, hogy a hagyományos módszerek csak az anyag potenciális szilárdságának 40-60 százalékát érték el. Ez a korlátozás elsősorban a prototípuskészítésre korlátozta a 3D nyomtatást, megakadályozva annak széles körű alkalmazását az ipari sorozatgyártásban. Müncheni székhelyű startup LEAM Technologies most egy innovatív LED-alapú technológiával leküzdte ezt az akadályt, amely végül életképesvé teszi a 3D nyomtatást ipari alkalmazásokban.

Az akadémiától az iparig: A LEAM Technologies

A LEAM Technologies - a Light Enabled Additive Manufacturing rövidítése - nem egy garázsban született, hanem a Müncheni Műszaki Egyetem Carbon Composites Tanszékén belül, ahol egy háromszemélyes csapat jött össze, amelyet a tisztán tudományos kutatások túllépésére irányuló vágy vezetett. Patrick Consul, a LEAM vezérigazgatója megfogalmazza alapvető betekintésüket: „Megállapítottuk azt a hiányt, hogy a vállalatok 3D-s nyomtatása nagyrészt fejlesztésre került, és csak minimális behatolást gyakoroltak a tényleges gyártásba.” Megoldásuk pontosan ezt a szakadékot kezeli. Ezen egyértelmű elképzelés alapján a LEAM Technologies 2023 végén jött létre, jelentős támogatásával TUM Venture Lab adalékanyaggyártás, amely döntő inkubátorként szolgált vállalatuk számára.

DEMEX: A játékot megváltoztató innováció a 3D nyomtatásban

A LEAM áttörésének középpontja a szabadalmaztatott Directed Energy Material Extrusion (DEMEX) rendszere. Eltávolítva a puszta felületi tapadástól, a DEMEX kihasználja a nagy intenzitású LED-ek erejét. Közvetlenül az új réteg lerakódása előtt ezek a LED-ek pontosan melegítik az alatta lévő nyomtatott felületet. Ez a folyamat eléri a molekuláris fúzió rétegek között — valódi kötés, amely drámaian növeli az alkatrészek szilárdságát. „Technológiánk először 3D nyomtatott alkatrészeket biztosít 100 százalékos anyagszilárdsággal” - mondja Patrick Consul. „Ez nem egy fokozatos lépés, hanem egy átalakító ugrás, amely teljesen új ipari alkalmazásokat nyitja meg.”

A Trial & Error helyett a First Time-Right-ot használjuk a 3D nyomtatás prototípuskészítéstől a sorozatgyártásig történő előmozdításához.

Patrick konzul, Alapító és CEO, LEAM

Az agilis startup találkozik az ipari erőművel

Az ipari áttörés felé vezető utat egy véletlen találkozás határozta meg. 2022 augusztusában Markus Obermeier, a Siemens Digital Industries üzletfejlesztési menedzsere találkozott a leendő LEAM alapítóival — akkor még doktoranduszokkal — egy startup rendezvényen a müncheni Urban Colabban. Obermeier, amely folyamatosan keresi a zavaró technológiákat, azonnal felismerte potenciáljukat. „A Siemensnél vezérlőrendszereinkkel és szoftverünkkel bővítjük a 3D nyomtatókat. A LEAM megoldás tökéletes kiegészítést ígért 3D nyomtatási portfóliónknak, hirtelen számos új felhasználási esetet lehetővé téve” — magyarázza Obermeier.
Ez a kezdeti kapcsolat mély partnerséggé vált. A kölcsönös megértésüket finomított több együttműködési workshop után 2024 októberében jelentős mérföldkő érhető el: Antonello Pastore Siemens szakértőjének kérésére a LEAM beépült a „Kicks For Edge” finanszírozási projektbe. Ez a program lehetővé teszi az induló vállalkozások és a kkv-k számára, hogy kockázat nélkül fedezzék fel az „A Kicks For Edge egyedülálló lehetőséget biztosított a LEAM-nek arra, hogy megragadja Edge megoldásainkat, megismerje az Edge ökoszisztémát a kezdeti demókon keresztül, és innovációjukat OT-környezetben valósítsa meg” - mondja Pastore. Fabian Rhein, a München Urban Colab stratégiai innovációs menedzsere hozzáteszi: „Ez a partnerség példázza, hogy a Siemens proaktívan támogatja az ígéretes startupokat, közösen fejlesztve megoldásokat a jövő iparának.”

Image of an collaboration space in Munich

Intelligens integráció és AI-alapú minőség az ipari érettség érdekében

Az együttműködés gyorsan klasszikus, mindenki számára előnyös forgatókönyvvé fejlődött. A LEAM most kihasználja megoldásához a Siemens Industrial Edge platformját és a precíziós SINUMERIK vezérlőelemeket. Ahogy Patrick Consul megjegyzi, miközben a startup környezetet reflektál: „Startupként az emberek nem mindig hiszik el, hogy három hét múlva ott leszünk. De amikor a Siemens a fedélzeten van, az ajtók hirtelen kinyílnak.” A Siemens viszont egy intelligens kiegészítővel bővíti 3D nyomtatási megoldási portfólióját.
Végső soron a végügyfél élvezi az előnyöket: a LEAM technológia zökkenőmentesen integrálódik a meglévő Siemens vezérlőivel és az ügyfél hardverinfrastruktúrájával, kiküszöbölve a költséges új beruházásokat, a kiterjedt szoftverképzést és a kialakult munkafolyamatok megszakítását. Ezenkívül a LEAM technológia lehetővé teszi olyan igényes műanyagok feldolgozását, mint a PEEK (poliéter-éter-keton), amely korábbi kihívás volt a nagy formátumú 3D nyomtatás terén. További előnye az integrált minőségbiztosítás: a LEAM rendszer infravörös kamerák segítségével gondosan figyeli minden nyomtatási feladatot, és értékes adatokat gyűjt. Ezeket az adatokat ezután mesterséges intelligenciával elemzik, biztosítva a nyomtatott alkatrészek kifogástalan minőségét, ami jelentős hatékonyságnövekedést jelent a sorozatgyártásban. „Ez biztosítja az ügyfeleknek, hogy minden alkatrész megfelel a szigorú követelményeknek, anélkül, hogy időigényes utólagos ellenőrzésekre lenne szükség” - mondja a Consul.

A helyi ökoszisztémától az additív gyártás globális jövőjéig

A LEAM sikertörténete erőteljesen szemlélteti, hogy egy olyan innovációvezérelt környezet, mint a Siemens Research and Innovation Ecosystem München, hogyan ösztönözheti ötleteit a nemzetközi üzleti sikerhez, kevesebb mint három év alatt. 2024 novembere óta a LEAM technológiája elérhető a Siemens Xcelerator piacon. 2025 januárjáig a LEAM három új kísérleti ügyfelet szerzett az olaj- és gáziparból, a repülőgépiparból és az autóiparból, amelyek kivételesen magas követelményekkel rendelkeznek az anyagminőség és a megbízhatóság iránt. Ez a fejlődés túlmutat a puszta műszaki újdonságon; ez a döntő katalizátor, amely végül a 3D nyomtatást prototípus-készítési résből az ipari sorozatgyártásba hajtja végre. Az olyan partnerek mellett, mint a LEAM, a Siemens együttesen arra törekszik, hogy az additív gyártást megbízható, kiváló minőségű és nélkülözhetetlen gyártási módszerként hozzon létre az Ipar 4.0 számára.