مهندسان سابق اسپیس‌اکس ۱۴ میلیون دلار برای افزایش روش‌های جدید چاپ سه‌بعدی فلز جذب می‌کنند
چاپ سه‌بعدی اشیاء با استفاده از فلز تکنیکی شناخته‌شده است، اما عموماً پیچیده، گران‌قیمت یا ناصحیح است تا بتواند با روش‌های سنتی در مقیاس بالا رقابت کند. با پشتیبانی مالی ۱۴ میلیون دلاری از انویدیا و بوئینگ، فریفرم به دنبال تغییر این وضعیت است و در حال ساخت یک فرآیند چاپ افزوده‌ی فلزی جدید است که به گفته آنها بازی را تغییر می‌دهد — و بله، یک زاویه هوش مصنوعی نیز دارد.
هم‌بنیانگذاران اریک پالیچ (مدیرعامل) و تی‌جی روناکر (رئیس) هردو در اسپیس‌اکس کار می‌کردند، جایی که آنها به عنوان معمار اصلی و تحلیل‌گر ارشد بر روی موتورهای مرلین و برنامه‌های دیگر فعالیت داشتند. در آنجا، توانایی چاپ سه‌بعدی قطعات با استفاده از فلز را مشاهده کردند، اما همچنین از نارسایی‌های این روش به طور مستقیم آگاه شدند.
«ما قابلیت چاپ فلزی را دیدیم؛ این امکان را دارد تا اساساً هر صنعتی که از فلز استفاده می‌کند را متحول کند. اما پذیرش آن کند بوده و موفقیت آن در بهترین حالت به حاشیه رفته است،» پالیچ گفت. «چرا استفاده از آن در مقیاس وسیع عملی نیست؟ اساساً به دلیل سه چیز: کیفیت ضعیف و ناهماهنگ؛ سرعت — چاپگرهای تجاری بسیار کند هستند؛ و هزینه — قیمت این چاپگرها بسیار زیاد است.»
آنها نتیجه‌گیری کردند که اگر بتوانند این فرآیند را به گونه‌ای عملیاتی کنند که یک خدمت چاپ ارائه دهند به جای فروش یک چاپگر، می‌توانند تمام آن را به شکلی گسترده باز کنند. بنابراین آنها با تاسیو لاپاس، مدیر فناوری سابق ولو۳دی، همکاری کردند تا فریفرم را راه‌اندازی کنند.
اشتباه اولیه شرکت‌ها استفاده از ماشین‌های CNC بود، که به طور معمول در تولید سنتی استفاده می‌شود، به عنوان یک مدل برای کسب‌وکار چاپ فلز. در این حالت، شما ماشین و نرم‌افزار آن را می‌فروشید و آن را با هر شکلی و فرآیندی که استفاده می‌کنید، کار می‌کنید. اما چاپ افزوده فلز متفاوت است، به گفته پالیچ.
«نحوه کار این چیزها امروز به‌طور ساده یک فایل را پخش می‌کنند،» او توضیح داد. «آنها باید هوشمندتر از آن باشند، زیرا فرآیند ذوب پودر فلز با لیزر بسیار پیچیده است و به نوعی بی‌نهایت متغیر است.»
فروش یک ماشین و گفتن "کارش را انجام دهید و موفق باشید" دستورالعمل موفقیت نیست.
«اما زمانی که تصمیم می‌گیرید که یک چاپگر را درون جعبه نساخته و بسته‌بندی نکنید، وقتی آزادی برای ساخت یک کارخانه تمام اتوماتیک از ابتدا دارید، کارهای زیادی می‌توانید انجام دهید،» پالیچ گفت.
راه‌حل آنها ارائه چاپ به عنوان یک خدمت با استفاده از فرایند حلقه بسته در یک ماشین سفارشی است که چاپ را در اندازه میکروثانیه کنترل کرده و عوامل مختلفی را تنظیم می‌کند تا چاپی که در مکانی مانند اسپیس‌اکس انتظار می‌رود، تحقق یابد.
شرکت دارای پیشرفت‌های فنی بسیاری است که می‌تواند به نوعی به آنها مجدداً بپردازد، اما دو تکنولوژی بلافاصله مرتبط، حلقه بازخورد و هوش مصنوعی‌ای هستند که آن را مدیریت می‌کنند.
«ما دارای بازخورد تصویری رایانه‌ای با سرعت بالا در سیستم خود هستیم که با مقیاس زمانی میکروثانیه اجرا می‌شود و همه‌ی آن داده‌ها بر روی FPGAs و GPUهای پیشرفته پردازش می‌شوند. ما مجبور بودیم این پشته را از صفر با چیزهایی که فقط در چند سال اخیر در دسترس قرار گرفته‌اند بسازیم»، پالیچ گفت.
سیستم حلقه بسته با مانیتورینگ در لحظه از مسائل کیفیت مفصلی جلوگیری می‌کند و در حالی که به چاپ سریع ژئویمتری‌های پیچیده می‌پردازد. و با ارائه خدمات چاپی، مدل کسب‌وکار خود را ساده نگه می‌دارند.
اما ساخت آن بخش از سیستم نیاز به دومین پیشرفت تکنولوژیک داشت: مدلی از یادگیری ماشینی که به قدر کافی سریع و تخصصی باشد که بتواند واقعا آن مانیتورینگ را انجام دهد.
«اریک و تی‌جی این را زندگی کرده و به همان نتائج رسیدند، که صنعت او نیاز به سطحی از محاسبات و حسگرهایی داشت که هیچ‌کس تا‌کنون پیاده‌سازی نکرده بود»، لاپاس گفت. «برای درک درست چگونگی کنترل فرآیند، به داده‌هایی نیاز داشتیم که در مقیاس زمانی که هیچ‌کس نداشت، کار کنند. بنابراین ما شروع به ساختن یک سیستم تله‌متری حالت از هنر کردیم، پلتفرمی که مجموعه‌ای از داده‌های کنترل‌شده و تقریباً خود برچسب‌دار را جمع‌آوری می‌کرد.»
این داده‌ها به آنها اجازه داد تا مدلی بسازند تا داده بیشتری برای یک مدل بهتر تولید کنند و الی آخر.
اما در ادامه به ضرورت سرعت برخوردای کنند.
«چیز زیادی در مورد مدل‌های تولیدی با ما مشترک است و خیلی چیزها نیست. اما یک چیز که به طور قطع متفاوت است تأخیر است. استنتاج ما باید در مقیاس زمانی میکروثانیه اتفاق می‌افتد تا بتوانیم حلقه را در این فرآیندها ببندیم»، لاپاس توضیح می‌دهد. با هیچ راه‌حل آماده‌ای که برای داده یا محاسبات در دسترس باشد، آنها مجبور بودند ترکیب GPU/FPGA "هوش مصنوعی بر استروئیدها" را از ابتدا بسازند.
یک اثر جانبی مهم: فریفرم در حال ساخت بزرگ‌ترین مجموعه داده افزوده فلزی در جهان است—به همین دلیل است که شرکت‌های مانند بوئینگ به ما مراجعه می‌کنند. ما این توانایی اساسی در جمع‌آوری و پردازش داده‌های بنیادی را داریم که هیچ‌کس دیگر ندارد.
این را به مزایای بنیادین تولید مبتنی بر چاپ ، مثل چابکی و تطبیق‌پذیری کارخانجات اضافه کنید، و یک پرونده کسب‌وکاری بسیار جذاب بسازید.
سرمایه‌گذاری‌ای از سوی AE Ventures بوئینگ و انویدیا به مبلغ کل ۱۴ میلیون دلار انجام شد، اگرچه از شکافتن جزئیات بیشتر آن اجتناب کردند. سرمایه‌گذاری هر شرکت با امتیازاتی همراه است: انویدیا به آنها دسترسی به H100s و سخت‌افزارهای محاسباتی دیگر داده و بوئینگ مراحل تأیید صلاحیت تأمین‌کنندگان را به آنها ارشاد خواهد کرد و احتمالاً بخش زیادی از قطعات را خواهد خرید. (فریفرم همچنین به برنامه استارتاپ ان‌سپشن انویدیا خواهد پیوست.)
پالیچ گفت که آنها مشتریانی در بخش‌های هوافضا، خودروسازی، صنعتی و انرژی دارند، "همه نه." از قرار دادن نام‌ها در سابقه اجتناب کردند، اما ذکر کردند که آنها برای همه چیز از اجزای موتور راکتی گرفته تا قطعات خروجی برای خودروهای فرمول 1 را می‌ساختند. آنها برنامه‌ریزی می‌کنند تا پول را برای مقیاس‌گذاری، ساخت نسل بعدی (بسیار سریع‌تر) چاپگرها و استخدام حداکثر تا حدود ۵۵ نفر در سال آینده استفاده کنند.
او اذعان کرد که روش آنها زمان نیاز داشت تا از نظریه به واقعیت تبدیل شود، اما روش محتاطانه و فنی آنها نیز همان چیزی بود که موفقیت آنها را امکان‌پذیر کرد.
«این یک انتقال آهسته بود»، پالیچ گفت. «اما به آن نگاه می‌کنم... با شش نفر، ما از هیچ سریع‌ترین پلتفرم ذوب لیزر در سیاره، و سخت‌افزار و نرم‌افزار آن را ساختیم. ما کارهایی انجام دادیم که مردم می‌گفتند نمی‌توان آنها را انجام داد».
