VELO3D是直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）增材制造系統(tǒng)和打印準備軟件的開發(fā)商，發(fā)明了SupportFree Geometries無支撐金屬3D打印技術(shù)，已經(jīng)融資近2億美元。

幾乎在每一個案例中，VELO3D的無支撐金屬3D打印機都能夠很好打印Boom的CAD設計零件，而沒有太多缺陷。VELO3D的應用工程師Gene Miller說：＂我們確實使用了系統(tǒng)的Flow預打印軟件，在NACA管道較薄的壁面上添加了一些結(jié)構(gòu)肋條，但有所限制。但在大多數(shù)情況下，打印出來的零件非常高度還原了圖紙設計。＂

Young表示：＂藍寶石系統(tǒng)使我們能夠打印薄至20thou（0．02英寸，或750μ）的壁，大多數(shù)情況下不太需要做表面處理。＂

△金屬3D打印的空氣通道零件

Miller與Boom Supersonic的設計工程師和Duncan Machine Products （DMP）密切合作，Duncan Machine Products是處理打印和后處理的供應鏈合作伙伴。＂Boom專門為他們的新型飛機設計了所有這些零件， 他們?yōu)橐龑Я鲃佣鴦?chuàng)建的獨特的幾何形狀類型，重點是減輕重量，不能用金屬板或鑄造或任何其他方式來完成。要想同時獲得復雜設計和減輕重量，唯一的選擇就是用金屬增材制造來做。＂

VELO3D 的非接觸式鋪粉系統(tǒng) 所帶來的高長寬比（高度與寬度）是另一個優(yōu)點。為了減輕重量，中心進氣口的放氣百葉上的葉片是中空打印的，而且零件的設計具有高長寬比（沿著長跨度的壁非常�。�。Miller說：＂因為我們的技術(shù)提供了在這種設計中打印這種非常高的縱橫比的能力，所以我們不需要多余的材料來保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部的強度，而且我們可以將這些風道葉片生長得非常高，而不會受到鋪粉機的干擾。＂

航空航天工程師的痛點

所有項目成員都認為，這個項目的最大挑戰(zhàn)之一是與Boom 鈦合金3D打印部件。DMP增材制造工程師Aaron Miller說：＂與鋁或碳纖維相比，鈦合金在高溫下的強度損失較少，而且它的強度重量比更高。＂

但輕質(zhì)、極耐高溫的鈦，在整個航空航天工業(yè)中廣泛用于關(guān)鍵部件也有一個缺點，那就是無論如何制造，它都難以加工，容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。如果鈦的冷卻速度過快，就會變得很脆，容易開裂。 

Gene承認：＂Boom設計了一系列全新的金屬零件，真正推動了輕量化和薄壁幾何形狀的發(fā)展 ，3D打印這些鈦合金零件，我們有很多東西要學習。它將如何移動？哪些地方可以在沒有支撐的情況下進行打印，哪些地方需要支撐？＂

這就是過程控制的關(guān)鍵所在，VELO3D的非常注重質(zhì)量控制。團隊開發(fā)了一種獨特的增材制造工藝，優(yōu)化了打印參數(shù)和序列，以生產(chǎn)堅固的鈦部件。Gene解釋說：＂這減少了基板中的內(nèi)應力，因為材料是在Z構(gòu)建方向上建立的， 它通過緩解冷卻過程中形成的內(nèi)應力，減少了開裂的可能性。＂

XB－1超音速飛機的高復雜度鈦部件

質(zhì)量控制貫穿整個制造過程，從Flow預打印軟件開始，通過藍寶石系統(tǒng)執(zhí)行，并通過Assure的質(zhì)量保證進行驗證。只需點擊一下，就能實現(xiàn)制造前的機器校準，自動檢查關(guān)鍵變量，如激光對準、光束穩(wěn)定性、粉末床質(zhì)量等。過程中計量監(jiān)控各種關(guān)鍵指標，并標記這些異常。所有零件的綜合構(gòu)建報告都會被編制并保存起來，供將來參考。南極熊認為，這種高度質(zhì)量控制的系統(tǒng)，很值得我們中國的廠商學習。

Aaron說：＂從構(gòu)建板分離之后，除了最小的支撐物拆除之外，我們打印出來的金屬零件在后加工方面幾乎沒有什么可做的，基本沒有什么支撐，因為SupportFree技術(shù)消除了這些需求。從藍寶石系統(tǒng)中出來的零件幾乎就是成品了，只需要用螺絲刀或研磨機做一點手工工作。我們也會用銑刀鉸出試點孔（在較大的零件上），以確保尺寸正確。這取決于零件，但每個零件大概只需要半個小時的加工時間，這并不是什么大問題。＂