顛覆性流水線金屬3D打印技術(shù)，速度提升50倍，F(xiàn)reeform融資4500萬(wàn)美元

盡管多年來(lái)3D打印在工業(yè)用途方面取得了許多進(jìn)展，但從業(yè)者也曾陷入低谷。這一現(xiàn)狀在那些初創(chuàng)企業(yè)上體現(xiàn)的尤為明顯，他們寄希望于能夠引入風(fēng)險(xiǎn)資本家的大量投資，并計(jì)劃通過(guò)創(chuàng)新來(lái)彌補(bǔ)潛在的技術(shù)缺陷。Freeform Future Corp.公司就是其中的一個(gè)鮮明案例，這是一家位于洛杉磯的成立5年的創(chuàng)業(yè)公司。

2023年2月南極熊獲悉，到目前為止，金屬3D打印公司Freeform Future 已經(jīng)從包括創(chuàng)始人基金、ThresholdVentures和Valor Equity Partners在內(nèi)的投資者那里籌集了4500萬(wàn)美元，并致力打造“流水線”化的自動(dòng)化3D打印工廠。

△FreeformFuture 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Erik Palitsch 觀看正在運(yùn)行的一臺(tái) 3D 打印機(jī)。攝影師：彭博商業(yè)周刊的 Spencer Lowell

關(guān)于Freeform公司

Freeform公司總部位于加利福尼亞州洛杉磯，部署軟件定義的自主金屬3D打印工廠，為任何規(guī)模的主流行業(yè)帶來(lái)按需生產(chǎn)。其先進(jìn)的打印技術(shù)和制造即服務(wù)模式使任何行業(yè)的制造商都能快速?gòu)膭?chuàng)意到批量生產(chǎn)，從而消除了以前的生產(chǎn)障礙。Freeform團(tuán)隊(duì)由來(lái)自世界上最具創(chuàng)新性的公司的領(lǐng)導(dǎo)者和工程師組成，并得到TwoSigma Ventures，F(xiàn)ounders Fund和ThresholdVentures的支持。

Freeform的世界級(jí)團(tuán)隊(duì)由來(lái)自SpaceX，Velo3D，Carbon，Tesla和Apple等行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者組成，他們成功克服說(shuō)投資者，迄今已籌集了4500萬(wàn)美元，得到了硅谷領(lǐng)先投資者的支持，包括Two Sigma Ventures，F(xiàn)ounders Fund和Threshold Ventures。Threshold的合伙人Mo Islam和Two Sigma的合伙人Dusan Perovic是Freeform的董事會(huì)成員。

Freeform公司所提供的解決方案并不是建造一款普通的3D打印機(jī)，而是希望將整個(gè)屋子變成自動(dòng)化的3D打印工廠，這些工廠將使用幾十臺(tái)激光器從金屬粉末中制造火箭發(fā)動(dòng)機(jī)室或汽車零件。他們以前從未公開(kāi)討論過(guò)生產(chǎn)工藝，但它表示這種技術(shù)可以使制造金屬零件的速度比目前的方法快25到50倍，而且成本很低。

△工程師Rueben Mendelsberg在加州霍桑的Freeform Future總部觀察一臺(tái)3D打印機(jī)的啟動(dòng)情況。攝影師：《彭博商業(yè)周刊》的Spencer Lowell

Freeform的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Erik Palitsch曾在Elon Musk的航空航天公司Space Exploration Technologies Corp.工作過(guò)10年。SpaceX公司在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中突破了3D打印的極限，Palitsch領(lǐng)導(dǎo)了一些最引人注目的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。但他說(shuō)，他和馬斯克都知道現(xiàn)有的3D打印機(jī)不足以滿足野心。Palitsch說(shuō)："當(dāng)我們告訴馬斯克我們的一些新項(xiàng)目需要多少金屬3D打印機(jī)時(shí)，他幾乎失去了理智，而且還需要招納一群人來(lái)操作它們。"

3D打印公司的風(fēng)險(xiǎn)投資

2018年底，Palitsch和SpaceX的同事Thomas Ronacher創(chuàng)辦了Freeform，希望能改寫(xiě)3D打印的一些基本原理。通常情況下，3D打印的制造模式是一個(gè)物體或幾個(gè)物體在一個(gè)棚子大小的機(jī)器內(nèi)同時(shí)被打印。雖然它幾乎可以制造任何東西，但這種打印機(jī)能做的工作量受到尺寸和打印區(qū)域的限制。

△首席科學(xué)官Tasso Lappas在公司總部的控制室監(jiān)督Freeform Future的3D打印過(guò)程

另一方面，F(xiàn)reeform正在制造可以裝滿一個(gè)倉(cāng)庫(kù)的機(jī)器。它目前位于加州霍桑的工廠曾是基努-里維斯的摩托車倉(cāng)庫(kù)。在工廠里，機(jī)器沿著快速移動(dòng)的傳送帶來(lái)回移動(dòng)物體，因此系統(tǒng)可以同時(shí)處理許多東西。其他普通的3D打印公司在一個(gè)工廠中設(shè)置了多臺(tái)3D打印機(jī)，但這種策略并沒(méi)有提高它們的速度，只是通過(guò)讓它們并行工作來(lái)擴(kuò)大規(guī)模。相比之下，F(xiàn)reeform正在重新設(shè)計(jì)3D打印將原材料轉(zhuǎn)化成品的過(guò)程。在某種意義上，它類似于亨利-福特（（Henry Ford））等20世紀(jì)實(shí)業(yè)家開(kāi)創(chuàng)的裝配線流程的建立。Palitsch說(shuō)："我們必須達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)的狀態(tài)，才能向更多的行業(yè)開(kāi)放，而你根本不可能用傳統(tǒng)的機(jī)器來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。"

Freeform的用戶專注于工業(yè)領(lǐng)域，而不是基于家庭的生產(chǎn)。湯姆-穆勒（他曾領(lǐng)導(dǎo)SpaceX的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)多年，是Freeform的天使投資人）說(shuō)："他們能夠做的主要事情是把價(jià)格降到更像汽車制造成本，而不是航空航天成本，他們也只是把打印速度提高了一大截。"

△一層正在熔化的金屬粉末

Freeform的“流水線”打印和全流程質(zhì)量監(jiān)測(cè)

市面上的3D打印機(jī)種類繁多能夠?qū)Χ喾N材料進(jìn)行加工，包括塑料和金屬。Freeform公司專門從事金屬，基于一種眾所周知的方法——激光粉末床熔融（LPBF），使用激光在金屬粉末床上掃描，將其融合成特定的形狀。然后再鋪上一層新的粉末，激光再一次發(fā)射，再一次重熔。

今天，一臺(tái)典型的3D打印機(jī)可能有兩到四個(gè)激光器，并將它們集中在一塊金屬板上，用于制造物體。激光器擊中金屬粉末，然后停止發(fā)射，同時(shí)在板上放置新的金屬粉末，然后再次發(fā)射。一個(gè)限制因素是金屬和塑料熔化和融合的速度。通常情況下，3D打印機(jī)必須休息，因?yàn)樗�也�?huì)變得太熱。公司認(rèn)為，如果一臺(tái)3D打印機(jī)有60%的時(shí)間在工作，那就是成功。

△首席電氣工程師Dennis Ren管理著連接到3D打印機(jī)頂部激光器的電纜

Freeform公司希望能大大減少停機(jī)時(shí)間。為此，他們開(kāi)發(fā)的設(shè)備有兩個(gè)平行的傳送系統(tǒng)，沿途有多塊金屬板行駛。它的18臺(tái)激光器不停地發(fā)射，而傳送帶則將板材移入和移出橫梁。將新的金屬粉末涂在板材上或?qū)α慵�的邊緣進(jìn)行拋光等任務(wù)在機(jī)器的其他區(qū)域進(jìn)行，讓激光器繼續(xù)在其他物體上工作。一組攝像機(jī)以每秒超過(guò)7萬(wàn)幀的速度抓拍圖像，將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，以協(xié)調(diào)激光器的發(fā)射。標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器每小時(shí)可以熔化大約100克（3.5盎司）的金屬粉末，而Palitsch說(shuō)Freeform現(xiàn)在每小時(shí)可以熔化5公斤的金屬粉末，隨著新技術(shù)版本的推出，它的熔化能力甚至?xí)�更�?qiáng)。

△Freeform的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Erik Palitsch

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造商Ursa Major Technologies公司的首席運(yùn)營(yíng)官Nick Doucette表示，雖然增加的速度和較低的價(jià)格是一種好處，但Freeform系統(tǒng)的真正價(jià)值在于它如何在打印過(guò)程中監(jiān)控物體。3D打印的零件可能有缺陷，而客戶往往使用過(guò)時(shí)的手工做法來(lái)檢查最終物體的強(qiáng)度和牢固程度。Freeform則是使用主機(jī)的傳感器、掃描儀和人工智能軟件來(lái)評(píng)估質(zhì)量，并可以在制件被建造時(shí)進(jìn)行調(diào)整。Doucette說(shuō)："針對(duì)于打印樣品的評(píng)估，我們傳統(tǒng)的做法是測(cè)試樣品，隨后再調(diào)整工藝參數(shù)，而Freeform只需要打印完成就可以交付了。"

△由Freeform Future打印的流體分配器

正如行業(yè)內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的情況一樣，F(xiàn)reeform目前的機(jī)器似乎具有革命性的潛力，但關(guān)于它的信息很有限，該公司目前也只有幾個(gè)付費(fèi)客戶。南極熊認(rèn)為，該公司有一種類似于“掃地僧”原型的特質(zhì)，埋頭鉆研于各種實(shí)驗(yàn)和設(shè)備，真正達(dá)到了不為虛名所累的境界。言歸正傳，雖然Freeform不像其他公司那樣熱衷于宣傳，但想要真正打開(kāi)市場(chǎng)，它必須向市場(chǎng)開(kāi)放其突破性的3D打印技術(shù)，證明其機(jī)器的運(yùn)行速度和成本足以碾壓其他一眾對(duì)手，并解決一直以來(lái)阻礙增材制造走向工業(yè)化的大規(guī)模制造問(wèn)題。

最后，Palitsch表示：“我們最終的目標(biāo)是擁有更多的激光器和更多的傳送帶，增加到一個(gè)可以填滿100,000平方英尺建筑的打印機(jī)系統(tǒng)。通常需要幾周時(shí)間的工作將在幾小時(shí)內(nèi)完成，而且很少需要有人去參與。這將是一個(gè)完全自主的打印工廠！”

關(guān)于Freeform公司的詳細(xì)信息可以訪問(wèn)該公司官網(wǎng)獲取：https://freeform.co/release/freeform-emerges-from-stealth-announcing-revolutionary-software-defined-autonomous-printing-factories