Rozpalanie rewolucji drukowania 3D

LEAM Technologies industrializuje produkcję addytywną — historia sukcesu Ecosystem badań i innowacji Siemens Monachium

Niewidzialna wada

Wyobraź sobie budowę budynku, w którym każde piętro niepewnie spoczywa na tym poniżej. Ta analogia doskonale opisuje, co do tej pory było podstawowym wyzwaniem w druku 3D: podczas gdy płynny plastik był nakładany warstwa po warstwie, wiązanie między tymi warstwami pozostało krytyczną słabością. Niewidoczne niedoskonałości na interfejsach warstw oznaczały, że konwencjonalne metody osiągały tylko 40 do 60 procent potencjalnej wytrzymałości materiału. Ograniczenie to ograniczyło druk 3D przede wszystkim do prototypowania, uniemożliwiając jego powszechne zastosowanie w przemysłowej produkcji seryjnej. Startup z siedzibą w Monachium LEAM Technologies pokonał tę przeszkodę dzięki innowacyjnej technologii opartej na diodach LED, która ostatecznie sprawia, że druk 3D jest opłacalny do zastosowań przemysłowych.

Od środowiska akademickiego do przemysłu: Geneza LEAM Technologies

LEAM Technologies - akronim od Light Enabled Additive Manufacturing - nie narodził się w garażu, ale w ramach Katedry Kompozytów Węglowych na Uniwersytecie Technicznym w Monachium, gdzie zebrał się trzyosobowy zespół kierowany chęcią wykraczania poza badania czysto akademickie. Prezes LEAM Patrick Consul wyraża swoją podstawową opinię: „Zidentyfikowaliśmy deficyt, że druk 3D w firmach został w dużej mierze przeniesiony do rozwoju, przy minimalnej penetracji rzeczywistej produkcji”. Ich rozwiązanie rozwiązuje dokładnie tę lukę. Opierając się na tej jasnej wizji, LEAM Technologies została założona pod koniec 2023 roku przy znacznym wsparciu ze strony Produkcja dodatków TUM Venture Lab, który służył jako kluczowy inkubator dla ich firmy.

DEMEX: Zmieniająca grę innowacja w druku 3D

Sercem przełomu LEAM jest autorski system DEMEX (Directed Energy Material Extrusion). Odwracając się od zwykłej przyczepności powierzchniowej, DEMEX wykorzystuje moc diod LED o wysokiej intensywności. Tuż przed osadzeniem nowej warstwy te diody LED precyzyjnie ogrzewają leżącą pod nią powierzchnię drukowaną. Proces ten osiąga fuzja molekularna między warstwami — prawdziwe wiązanie, które radykalnie zwiększa wytrzymałość komponentu. „Nasza technologia dostarcza części drukowane w 3D o 100% wytrzymałości materiału po raz pierwszy” - mówi Patrick Consul. „To nie jest krok stopniowy; to transformacyjny skok, który odblokowuje zupełnie nowe zastosowania przemysłowe”.

Używamy funkcji First Time-Right zamiast Trial & Error, aby napędzać druk 3D od prototypowania do produkcji seryjnej.

Patryk Konsul, Założyciel i CEO, LEAM

Agile Startup spotyka przemysłową potęgę

Droga do przełomu przemysłowego została wyznaczona przez przypadkowe spotkanie. W sierpniu 2022 roku Markus Obermeier, Business Development Manager w Siemens Digital Industries, spotkał przyszłych założycieli LEAM — wówczas jeszcze doktorantów — na imprezie startupowej w Monachium Urban Colab. Obermeier, nieustannie poszukujący przełomowych technologii, natychmiast rozpoznał ich potencjał. „W Siemens wspomagamy drukarki 3D za pomocą naszych systemów sterowania i oprogramowania. Rozwiązanie LEAM obiecało doskonałe uzupełnienie naszego portfolio druku 3D, umożliwiając nagle szereg nowych przypadków użycia” - wyjaśnia Obermeier.
Ten początkowy kontakt przerodził się w głębokie partnerstwo. Po kilku wspólnych warsztatach, które udoskonaliły ich wzajemne zrozumienie, w październiku 2024 r. osiągnięto znaczący kamień milowy: na wniosek eksperta Siemens Antonello Pastore, LEAM został włączony do projektu finansowania „Kicks For Edge”. Program ten pozwala startupom i MŚP na eksplorację Edge Computing bez ryzyka. „Kicks For Edge zapewniło LEAM wyjątkową okazję do zrozumienia naszych rozwiązań Edge, zapoznania się z ekosystemem Edge poprzez wstępne demonstracje i wdrożenia ich innowacji w środowisku OT” - mówi Pastore. Fabian Rhein, menedżer ds. innowacji strategicznych w Munich Urban Colab, dodaje: „To partnerstwo ilustruje, w jaki sposób Siemens proaktywnie wspiera obiecujące startupy, wspólnie opracowując rozwiązania dla branży przyszłości”.

Image of an collaboration space in Munich

Inteligentna integracja i jakość oparta na sztucznej inteligencji dla dojrzałości przemysłowej

Współpraca szybko przekształciła się w klasyczny scenariusz korzystny dla obu stron. LEAM wykorzystuje teraz platformę Industrial Edge firmy Siemens i precyzyjne elementy sterujące SINUMERIK do swoich rozwiązań. Jak zauważa Patrick Consul, zastanawiając się nad krajobrazem startupów: „Jako startup ludzie nie zawsze wierzą, że będziemy w pobliżu za trzy tygodnie. Ale z Siemens na pokładzie drzwi nagle się otwierają. Z kolei Siemens rozszerza swoją ofertę rozwiązań do druku 3D o inteligentny dodatek.
Ostatecznie klient końcowy czerpie korzyści: technologia LEAM bezproblemowo integruje się z istniejącymi kontrolami Siemens i infrastrukturą sprzętową klienta, eliminując potrzebę kosztownych nowych inwestycji, szeroko zakrojonych szkoleń w zakresie oprogramowania i zakłócania ustalonych przepływów pracy. Ponadto technologia LEAM umożliwia przetwarzanie wymagających tworzyw sztucznych, takich jak PEEK (keton eteru polieterowego), poprzednie wyzwanie w wielkoformatowym druku 3D. Dodatkową zaletą jest zintegrowane zapewnienie jakości: system LEAM skrupulatnie monitoruje każde zadanie drukowania za pomocą kamer na podczerwień, zbierając cenne dane. Dane te są następnie analizowane za pomocą sztucznej inteligencji, zapewniając nienaganną jakość drukowanych części - znaczny wzrost wydajności produkcji seryjnej. „Zapewnia to klientom, że każda część spełnia rygorystyczne wymagania, bez potrzeby czasochłonnych kontroli pokontrolnych” - mówi Consul.

Od lokalnego Ecosystem do globalnej przyszłości produkcji addytywnej

Historia sukcesu LEAM doskonale ilustruje, w jaki sposób środowisko oparte na innowacjach, takie jak Siemens Research and Innovation Ecosystem Monachium, może napędzać pomysły do międzynarodowego sukcesu biznesowego w ciągu niecałych trzech lat. Od listopada 2024 roku technologia LEAM jest dostępna na rynku Siemens Xcelerator. Do stycznia 2025 roku LEAM pozyskało trzech nowych pilotażowych klientów z branży naftowej i gazowej, lotniczej i motoryzacyjnej, sektorów o wyjątkowo wysokich wymaganiach dotyczących jakości i niezawodności materiałów. Rozwój ten wykracza poza zwykłą nowość techniczną; jest to decydujący katalizator, który ostatecznie napędza druk 3D z niszy prototypowania do przemysłowej produkcji seryjnej. Wraz z partnerami takimi jak LEAM, Siemens wspólnie wypracowuje drogę do ustanowienia produkcji addytywnej jako niezawodnej, wysokiej jakości i niezbędnej metody produkcji dla Przemysłu 4.0.