ExOne

ExOne — это американская компания, специализирующаяся на разработке и производстве промышленных 3D-принтеров для аддитивного производства методом струйной печати связующим веществом (Binder Jetting). Компания была основана в 2005 году и до своего поглощения в 2021 году являлась одним из ключевых игроков на рынке аддитивных технологий, особенно в сегменте печати металлическими и песчаными материалами. В декабре 2021 года ExOne была приобретена немецкой компанией Desktop Metal, после чего её бренд и технологии были интегрированы в портфель нового владельца.

История

Основание и ранние годы

Компания ExOne была основана в 2005 году в городе Норт-Хантсдон (штат Пенсильвания, США) как дочернее предприятие корпорации Extrude Hone, которая занималась производством оборудования для финишной обработки поверхностей. Основой для технологий ExOne послужили разработки Массачусетского технологического института (MIT) в области струйной печати связующим веществом, лицензированные в 1996 году. Первоначально компания сосредоточилась на создании промышленных систем для печати литейных форм и стержней из песка, что позволяло ускорить и удешевить производство отливок в металлургии.

Развитие и расширение

В 2010 году ExOne провела первичное публичное размещение акций на бирже NASDAQ (тикер XONE), что позволило привлечь средства для масштабирования производства. В 2011 году компания представила свою первую металлическую 3D-принтерную систему — ExOne M-Flex, которая использовала технологию Binder Jetting для печати деталей из нержавеющей стали, бронзы и других сплавов. В последующие годы линейка продуктов расширилась: были выпущены модели S-Max (для печати песком), M-Print (для металлов) и X1-Lab (для лабораторных исследований). К 2015 году ExOne имела производственные и сервисные центры в США, Германии, Японии и Италии.

Поглощение Desktop Metal

В 2021 году компания Desktop Metal, также специализирующаяся на аддитивном производстве, объявила о приобретении ExOne за сумму около 575 миллионов долларов США. Сделка была завершена в декабре 2021 года. После поглощения бренд ExOne был сохранён, но её технологии и продукты стали частью единого портфеля Desktop Metal, что позволило объединить усилия в области струйной печати связующим веществом и других методов 3D-печати.

Технология

Принцип работы

Основная технология ExOne — струйная печать связующим веществом (Binder Jetting). Процесс включает следующие этапы:

Нанесение тонкого слоя порошкового материала (металл, песок, керамика) на платформу построения.
Струйная головка (аналогичная используемой в струйных принтерах) наносит жидкое связующее вещество на участки, соответствующие сечению модели.
Платформа опускается на толщину одного слоя (обычно 50–100 микрон), и процесс повторяется до завершения детали.
После печати деталь извлекается из порошковой массы, очищается от несвязанного порошка и подвергается финальной обработке (спекание в печи для металлических деталей или заливка расплавом для песчаных форм).

Материалы

ExOne поддерживала широкий спектр материалов:

Металлы: нержавеющая сталь (316L, 17-4PH), инструментальная сталь (M2), титановые сплавы (Ti-6Al-4V), алюминиевые сплавы, бронза, кобальт-хромовые сплавы.
Песок: кварцевый песок, керамический песок (например, Cerabeads) для литейных форм и стержней.
Керамика: оксид алюминия, карбид кремния, цирконий.
Композиты: смеси металлов и керамики.

Преимущества и ограничения

Преимущества:

Высокая скорость печати (до 100 литров в час для песка).
Возможность создания деталей сложной геометрии без поддержек.
Широкий выбор материалов, включая труднообрабатываемые сплавы.
Относительно низкая стоимость оборудования по сравнению с лазерными системами.

Ограничения:

Необходимость последующего спекания (для металлов), что требует дополнительного оборудования.
Ограниченная точность (обычно ±0,1–0,3 мм) по сравнению с лазерным спеканием.
Пористость деталей после спекания (требуется дополнительная обработка для герметичности).

Продукты

Линейка принтеров

ExOne выпускала несколько серий 3D-принтеров, различающихся по размеру рабочей камеры и назначению:

Модель	Тип материала	Размер рабочей камеры (мм)	Назначение
S-Max Pro	Песок	1800 × 1000 × 700	Крупные литейные формы
S-Max Flex	Песок	800 × 500 × 400	Средние формы
M-Flex	Металл	400 × 300 × 200	Металлические детали
X1-Lab	Металл/керамика	160 × 65 × 65	Лабораторные исследования
M-Print	Металл	800 × 500 × 400	Серийное производство

Программное обеспечение

ExOne разрабатывала собственное ПО для подготовки файлов к печати — ExOne Build Processor, которое интегрировалось с CAD-системами (SolidWorks, AutoCAD, Siemens NX) и позволяло настраивать параметры печати (толщина слоя, расход связующего, ориентация детали). После поглощения Desktop Metal это ПО было заменено на универсальную платформу Desktop Metal Studio.

Применение

Литейное производство

Основное применение технологий ExOne — изготовление песчаных литейных форм и стержней для металлургии. Это позволяет:

Сократить время изготовления форм с недель до часов.
Создавать сложные внутренние каналы и полости, невозможные при традиционной формовке.
Уменьшить количество отходов (нет необходимости в деревянных моделях).

Аэрокосмическая промышленность

ExOne использовалась для производства деталей двигателей, турбин и теплообменников из жаропрочных сплавов (например, Inconel 718). Примеры: лопатки турбин, сопла форсунок, корпуса датчиков.

Медицина

В медицинской сфере технология применялась для создания индивидуальных имплантатов (например, из титана) и хирургических инструментов. ExOne также сотрудничала с исследовательскими центрами для печати биосовместимых керамических структур.

Автомобильная промышленность

Использовалась для прототипирования и мелкосерийного производства деталей (например, тормозных суппортов, корпусов насосов) из алюминиевых и стальных сплавов.

Научные исследования

Лабораторные системы X1-Lab применялись в университетах и НИИ для изучения новых материалов (например, металлических пен, керамических композитов) и оптимизации процессов спекания.

Критика и вызовы

Несмотря на инновационность, ExOne сталкивалась с рядом критических замечаний:

Высокая стоимость оборудования: цена промышленных систем (от 200 000 до 1 000 000 долларов) ограничивала доступность для малых и средних предприятий.
Сложность постобработки: спекание металлических деталей требовало точного контроля температуры и атмосферы, что увеличивало время и стоимость производства.
Конкуренция: на рынке Binder Jetting ExOne конкурировала с такими компаниями, как Digital Metal (Швеция), HP (с системой Metal Jet) и GE Additive (с технологией H2).
Проблемы с масштабированием: несмотря на рост продаж, компания долгое время оставалась убыточной (чистый убыток в 2020 году составил 28,5 млн долларов при выручке 61,4 млн долларов).

Интересные факты

В 2018 году ExOne совместно с NASA напечатала деталь ракетного двигателя из сплава Inconel 625, которая успешно прошла огневые испытания.
Технология ExOne была использована для создания крупнейшей в мире песчаной 3D-печатной формы (размером 2,5 × 1,5 × 1,2 метра) для отливки корпуса судового двигателя.
После поглощения Desktop Metal бренд ExOne формально сохранился, но новые продукты (например, серия P-50) выпускаются уже под маркой Desktop Metal.

Источники

ExOne Annual Report 2020 (SEC Filing).
Desktop Metal приобретает ExOne за 575 млн долларов (пресс-релиз Desktop Metal, 2021).
Wohlers Report 2021: 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry.
Техническая документация ExOne: Binder Jetting Technology Overview.
Статья «ExOne: The Rise and Fall of a Binder Jetting Pioneer» в журнале Additive Manufacturing Magazine (2022).

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →