مهندسان سابق اسپیس ایکس 14 میلیون دلار برای مقیاس‌بندی روش جدیدی برای چاپ سه بعدی فلز فروختند

پرینت سه بعدی اشیاء با استفاده از فلز یک تکنیک کاملاً جا افتاده است، اما برای مطابقت با روش های سنتی در مقیاس، بسیار پیچیده، گران یا نادقیق است. با 14 میلیون دلار از انویدیا و بوئینگ، فرم آزاد قصد دارد با ساختن فرآیند چاپ افزودنی فلزی جدیدی که می گوید بازی را تغییر می دهد، آن را تغییر دهد – و بله، یک زاویه هوش مصنوعی نیز وجود دارد.

بنیانگذاران Erik Palitsch (مدیر عامل) و TJ Ronacher (رئیس) هر دو در SpaceX کار می کردند، جایی که آنها به ترتیب معمار اصلی و تحلیلگر اصلی موتورهای مرلین و سایر برنامه ها بودند. در آنجا، آنها پتانسیل قطعات پرینت سه بعدی با استفاده از فلز را دیدند، اما کاستی های این روش را نیز از نزدیک تجربه کردند.

ما پتانسیل چاپ فلز را دیدیم. این پتانسیل را دارد که اساساً هر صنعتی را که چیزهای فلزی می سازد متحول کند. اما پذیرش کند بوده و موفقیت در بهترین حالت حاشیه ای بوده است. «چرا استفاده در مقیاس عملی نیست؟ اساساً به دلیل سه چیز: کیفیت بد و ناسازگار. سرعت – چاپگرهای تجاری بسیار کند هستند. و هزینه – قیمت این چاپگرها نجومی است.

آنها به این نتیجه رسیدند که اگر بتوانند فرآیند ارائه خدمات چاپ را به جای فروش یک چاپگر عملیاتی کنند، می توانند همه چیز را کاملاً باز کنند. بنابراین آنها با تاسو لاپاس، CTO سابق Velo3D ملحق شدند تا Freeform را راه اندازی کنند.

اشتباه اولیه شرکت‌ها استفاده از ماشین‌های CNC بود که معمولاً در تولید سنتی استفاده می‌شوند، به عنوان مدلی برای تجارت چاپ فلز. در این صورت، شما ماشین و نرم افزار آن را می فروشید و آن را با هر شکل و فرآیندی که استفاده می کنید کار می کنید. پالیچ گفت، اما افزودنی فلز متفاوت است.

او توضیح داد: “روشی که این چیزها امروز کار می کنند این است که “حلقه باز” هستند – آنها اساساً یک فایل را پخش می کنند. آنها باید هوشمندتر از آن باشند، زیرا فرآیند ذوب پودر فلز با لیزر بسیار پیچیده است و به نوعی بی نهایت متغیر است.

فروش یک ماشین به مردم و گفتن “متخصص شوید تا آن را انجام دهید، موفق باشید” دستوری برای موفقیت نیست.

پالیتش گفت: «اما وقتی تصمیم می‌گیرید چاپگری را در جعبه بسازید و بسته بندی نکنید، وقتی آزادی ایجاد یک کارخانه خودکار از کاغذ تمیز را دارید، کارهای زیادی می‌توانید انجام دهید».

راه حل آنها ارائه چاپ به عنوان یک سرویس با استفاده از یک فرآیند حلقه بسته در یک ماشین سفارشی است که چاپ را در مقیاس میکروثانیه نظارت می کند و عوامل مختلفی را برای دستیابی به نوع چاپ مورد انتظار در محل کاری مانند SpaceX تنظیم می کند.

این شرکت پیشرفت‌های فناوری زیادی دارد که می‌توان به آن افتخار کرد، اما دو مورد که فوراً مرتبط هستند حلقه بازخورد و هوش مصنوعی است که آن را مدیریت می‌کند.

ما در سیستم خود بازخورد بینایی رایانه‌ای با سرعت بالا داریم که در مقیاس میکروثانیه اجرا می‌شود و همه آن داده‌ها بر روی FPGA و GPUهای پیشرفته پردازش می‌شوند. ما مجبور بودیم کل این مجموعه را از چیزهایی که فقط در چند سال اخیر در دسترس بوده اند، بسازیم.» Palitsch گفت.

سیستم حلقه بسته با نظارت در زمان واقعی مشکلات کیفیت را کاهش می دهد و در عین حال امکان چاپ سریع هندسه های پیچیده را فراهم می کند. و با عملکرد به عنوان یک سرویس چاپ، مدل کسب و کار را ساده نگه می دارند.

اما کارکردن این بخش از سیستم مستلزم دومین پیشرفت فناوری بود: یک مدل یادگیری ماشینی به اندازه کافی سریع و متخصص برای اجرای واقعی آن نظارت.

لاپاس گفت: «اریک و تی جی این را زندگی کردند و به نتایج یکسانی رسیدند، که این صنعت به سطحی از محاسبات و حسگرهایی نیاز دارد که هیچ‌کس قبلاً از آن استفاده نکرده بود».

برای درک صحیح نحوه کنترل فرآیند، ما به مجموعه داده‌هایی نیاز داشتیم که در بازه‌های زمانی کار کنند که هیچ‌کس نداشت. بنابراین ما شروع به ساختن یک سیستم تله متری پیشرفته کردیم، پلتفرمی که مجموعه داده های نظارت شده، کنترل شده و تقریباً دارای برچسب خود را جمع آوری می کند.

این داده ها به آنها امکان بوت استرپ یک مدل برای تولید داده های بیشتر برای مدل بهتر و غیره را می داد.

اما سپس به ضرورت سرعت برخورد کردند.

ما شباهت های زیادی با مدل های مولد داریم و خیلی چیزها را نداریم. اما چیزی که کاملاً متفاوت است، تأخیر است.» لاپاس توضیح داد. استنباط ما باید در میکروثانیه اتفاق بیفتد تا بتوانیم حلقه این فرآیندها را ببندیم. بدون هیچ راه حلی در دسترس برای داده ها یا محاسبات، آنها مجبور بودند ترکیب GPU/FPGA “AI on steroids” را از ابتدا بسازند.

یک عارضه جانبی متعاقب: فری فرم “بزرگترین مجموعه داده افزودنی فلزی را در جهان ایجاد می کند – به همین دلیل است که شرکت هایی مانند بوئینگ به سراغ ما می آیند.” “ما این توانایی بنیادی و اصلی را داریم که هیچ کس دیگری ندارد.”

این را به مزایای اساسی تولید مبتنی بر چاپ، مانند چابکی و تطبیق پذیری کارخانه ها، اضافه کنید، و این یک مورد تجاری بسیار قانع کننده است.

شرکت های بوئینگ AE Ventures و Nvidia در مجموع 14 میلیون دلار سرمایه گذاری کردند، اگرچه آنها از تجزیه بیشتر آن خودداری کردند. سرمایه‌گذاری هر شرکت با مزایایی همراه است: انویدیا به آن‌ها دسترسی به H100 و سایر سخت‌افزارهای محاسباتی را می‌دهد، در حالی که بوئینگ آنها را از طریق فرآیند صلاحیت تامین‌کننده پشتیبانی می‌کند و احتمالاً مجموعه‌ای از قطعات را خریداری می‌کند. (Freeform همچنین به برنامه راه اندازی Inception Nvidia خواهد پیوست.)

پالیچ گفت که آنها در بخش‌های هوافضا، خودروسازی، صنعتی و انرژی، «کل نه» مشتریان دارند. آن‌ها از ثبت هیچ‌کدام از آنها خودداری کردند، اما اشاره کردند که همه چیز را از اجزای موتور موشک گرفته تا قطعات اگزوز خودروهای فرمول 1 می‌سازند. آنها قصد دارند از این پول برای افزایش مقیاس استفاده کنند، نسل بعدی چاپگرهای (بسیار سریعتر) خود را بسازند و در مجموع حدود 55 نفر را در سال آینده استخدام کنند.

او اعتراف کرد که رویکرد آنها برای رشد از تئوری به واقعیت زمان برده است، اما رویکرد روشمند و تکنیکی آنها نیز چیزی است که موفقیت آنها را ممکن می کند.

پالیچ گفت: «این یک انتقال آهسته بود. اما من به گذشته نگاه می‌کنم… با شش نفر، سریع‌ترین پلت‌فرم ذوب لیزر روی کره زمین و سخت‌افزار و نرم‌افزار برای آن را از ابتدا ساختیم. ما کارهایی را انجام دادیم که مردم گفتند شما نمی توانید انجام دهید.»