- Fabric8Labs adalah perusahaan pencetakan logam 3D yang menargetkan produksi massal komponen logam berdensitas tinggi tanpa pascaproses melalui Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM) pada suhu ruang
- Pembeda utamanya adalah dukungan sekaligus untuk resolusi bentuk tingkat mikron, struktur internal kompleks, material kemurnian tinggi, dan skalabilitas cepat
- Menggunakan printhead array mikroelektroda yang dipatenkan, dan dapat mencetak langsung di atas substrat yang sensitif terhadap suhu seperti PCB, silikon, dan komponen logam yang sudah ada
- Dari sisi keberlanjutan, perusahaan menonjolkan keunggulan bahwa teknologi ini dapat mengurangi emisi gas rumah kaca hingga 90% dibandingkan teknologi aditif alternatif dan metode manufaktur tradisional
- Menjadikan manajemen termal, komunikasi nirkabel, elektronika daya, dan aplikasi baru sebagai pasar utama, serta menargetkan pendinginan chip AI dan sistem komunikasi satelit dengan memanfaatkan karakteristik termal dan listrik dari tembaga kemurnian tinggi
Pencetakan Logam 3D Berbasis ECAM
- Teknologi inti Fabric8Labs adalah Electrochemical Additive Manufacturing (ECAM)
- ECAM adalah metode pencetakan logam 3D pada suhu ruang yang berfokus pada pembuatan komponen logam yang kompleks dan padat tanpa pascaproses
- Karakteristik utama yang didukung adalah sebagai berikut
-
Resolusi bentuk tingkat mikron
- Struktur internal kompleks
- Material kemurnian tinggi
- Skalabilitas cepat untuk manufaktur massal
-
Performa, Skalabilitas, dan Keberlanjutan
- Dari sisi komponen berperforma tinggi, perusahaan menekankan produksi komponen logam dengan resolusi sangat tinggi dan kemurnian tinggi
- Dapat mencetak langsung di atas substrat yang sensitif terhadap suhu seperti PCB, silikon, dan komponen logam yang sudah ada
- Skalabilitas bertumpu pada printhead array mikroelektroda yang dipatenkan
- Pendekatannya menggabungkan berbagai teknologi yang sudah ada untuk memproduksi komponen berkualitas tinggi secara stabil dalam skala besar
- Dari sisi keberlanjutan, ECAM dapat mengurangi emisi gas rumah kaca hingga 90% dibandingkan teknologi aditif alternatif dan metode manufaktur tradisional
Alur Dukungan Komersialisasi Produk
- Fabric8Labs membagi proses peluncuran produk pelanggan ke pasar menjadi IDENTIFY, CREATE, dan PROVIDE
- Pada tahap IDENTIFY, perusahaan mencari kebutuhan masalah dan solusi potensial, lalu membuat prototipe pertama dari solusi yang diusulkan
- Pada tahap CREATE, perusahaan mengoptimalkan solusi, memverifikasi apakah persyaratan teknis terpenuhi, serta membuktikan dan menerapkan jalur penskalaan
- Pada tahap PROVIDE, perusahaan memverifikasi skalabilitas dan menurunkan risiko untuk peluncuran produk, serta membangun sistem pasokan massal yang stabil
Pasar Aplikasi dan Karakteristik Komponen
- ECAM adalah teknologi yang bertujuan memperluas akses ke manufaktur aditif logam di berbagai industri melalui komponen logam cetak 3D beresolusi tinggi tanpa pascaproses
- Teknologi ini khususnya cocok untuk produksi tembaga kemurnian tinggi, dengan karakteristik termal dan listrik yang dapat dimanfaatkan
- Pasar utamanya adalah sebagai berikut
- Contoh masalah aplikasi mencakup mulai dari pendinginan chip AI berdaya tinggi terkini hingga sistem komunikasi satelit frekuensi tinggi
Berita Terkait yang Dipublikasikan
- Fabric8Labs to be Acquired by TDK Corporation, Accelerating Electrochemical Additive Manufacturing for Data Center and High-Growth Electronics Markets: Berita akuisisi Fabric8Labs oleh TDK Corporation
- Fabric8Labs Secures $50M to Expand U.S. Advanced Manufacturing Capacity: Berita perolehan 50 juta dolar AS untuk memperluas kapasitas manufaktur canggih di AS
- Tech showcase: Enabling high-density cooling with ECAM: Studi kasus pendinginan berdensitas tinggi melalui ECAM
- Cooling: The Real AI Accelerator Bottleneck: Insight tentang bottleneck pendinginan akselerator AI
- Fabric8Labs’ ECAM Technology Selected by AEWIN for Advanced Thermal Management Solutions: Berita bahwa AEWIN memilih teknologi ECAM Fabric8Labs untuk solusi manajemen termal canggih
1 komentar
Komentar Hacker News
Dulu pernah melihat video tentang sesuatu yang mirip [1], dan gagasan memakai electroplating tampak masuk akal
Saya sama sekali tidak paham teknik kimia atau ilmu material, tetapi menarik melihatnya benar-benar diwujudkan, dan dari sudut pandang seseorang yang sedikit punya pengalaman dengan electroplating, rasanya ini juga bisa sangat lambat
[1] https://youtu.be/W1d36wbx_yg
Sebagian besar sistem ini tampaknya dirancang untuk mencapai kecepatan deposisi yang bermakna untuk produksi massal sambil tetap mempertahankan sifat material, dan kelihatannya menargetkan kecepatan 100–1000 kali lebih tinggi daripada electroplating biasa
Kalau dipercepat, tembaganya tumbuh seperti spons, mungkin karena gas yang terperangkap. Penasaran bagaimana mereka mengatasinya
Dulu saya sempat tertarik pada 3D printing elektrokimia
Deposisi bisa sangat presisi dan di sini disebut resolusi skala mikron, tetapi pendekatan yang sederhana biasanya lambat. Namun kalau presisi itu memang dibutuhkan, belum tentu jadi masalah, dan mungkin mereka membuatnya lebih cepat dengan memakai susunan nozzle seperti print head inkjet
Selain itu, prosesnya bisa dijalankan secara selektif dalam arah sebaliknya, jadi printer elektrokimia pada dasarnya menjadi mesin yang menggabungkan additive manufacturing dan machining
Karena berbasis elektrokimia, printer 3D seperti ini sepertinya umumnya akan terbatas pada deposisi logam unsur murni dan beberapa paduan, sehingga pilihan materialnya jauh berkurang. Meski begitu, keren melihatnya dikomersialkan dan saya penasaran sejauh mana ini bisa berkembang
Ini teknologi yang dipahami dengan baik berkat mass spectrometer, dan tinggal soal waktu sampai seseorang berhasil meminiaturkannya dan menemukan cara mengendalikan pola semprotannya
Saya CTO Fabric8. Kalau ada yang penasaran soal teknologi atau perusahaannya, saya akan jawab
Seperti yang bisa dilihat, ini proses yang sangat berbeda dari teknik additive manufacturing logam yang sudah ada, dan ada beberapa keunggulan unik yang ingin saya bagikan
Saya penasaran bagaimana Anda mengompensasi konsumsi anoda dan perubahan bentuknya selama umur pakai anoda. Misalnya, apakah bagian tengahnya habis terkikis, atau apakah Anda berusaha memakai tiap “piksel” secara merata
Saya juga penasaran soal bentuk “piksel” anoda dan ukuran fitur minimumnya, apakah selama pengembangan dilakukan pengukuran in-situ atau hanya menganalisis komponen dan anodanya setelah dicetak, serta seperti apa tingkat surface finish yang umumnya didapat
Kalau untuk DIY memang di luar jangkauan kebanyakan orang, akan bagus kalau ada layanan seperti SendCutSend. Kalau prosesnya relatif ringan, pascaprosesnya sedikit, dan hasilnya bisa diprediksi, ini tampak cocok untuk tingkat otomasi yang tinggi
Ini juga bisa sangat cocok untuk manufaktur yang skalanya diperluas, di mana throughput dari banyak mesin lebih penting daripada kecepatan tiap mesin. Kalau bisa dibuat dengan harga non-dirgantara, saya ingin mencoba merancang berbagai hal kecil, mulai dari heat sink, manifold, heat exchanger, dan lain-lain
Saya penasaran apakah bisa mencetak di atas keramik oksida, nitrida, atau karbida, dan apakah ini juga bisa diterapkan pada material yang sudah berbentuk. Misalnya mencetak PCB langsung di bagian dalam shell keras untuk airfoil atau bilah
Saya juga ingin tahu batasan material untuk pencetakan elektrokimia ini, apakah aluminium atau titanium juga memungkinkan
Berapa ukuran fitur minimumnya, misalnya apakah bisa mencetak struktur pori/sumbu berpori terkontrol dengan ukuran pori sekitar 50μm. Saya juga penasaran apakah akan ada layanan pencetakan untuk orang-orang yang tidak punya modal membeli printernya
Terutama dibandingkan sistem berbasis serbuk beresolusi tinggi yang sudah ada, saya ingin tahu seperti apa emisi gas atau faktor risikonya. Mungkin ini pertanyaan bodoh karena saya tidak terlalu paham bidang ini
https://www.youtube.com/watch?v=B-UbDk7LrvU
Dari sudut pandang seseorang yang sudah membuat dan merancang beberapa printer 3D logam, ini benar-benar tampak cukup keren
Semua printer 3D logam memerlukan suhu tinggi dan gas inert/reduktif untuk mencegah oksidasi, dan kebanyakan juga memerlukan serbuk logam, seperti DMLS atau keluarga powder bed. Presisinya juga mengesankan
Salah satu ide sampingan yang dulu terpikir saat saya melihat binder jetting adalah pencetakan organ 3D, karena ukuran fiturnya cukup kecil. Saya penasaran apakah ada kemungkinan menerapkan proses serupa pada larutan sel individual
Saat ini ukuran pikselnya 33 mikron dan akan makin kecil seiring waktu
Berkat proses deposisi suhu ruang, ini juga bisa dicetak langsung di atas substrat seperti PCB, keramik, dan wafer silikon, sehingga memungkinkan fungsi yang sangat unik
Tampak bagus
Ini terlihat mirip dengan sesuatu yang saya utak-atik pada 2016, tetapi karena saya tidak punya pengalaman dan kualifikasi yang relevan, saya hanya menemukan hal-hal yang, meminjam ucapan Edison, adalah “cara-cara untuk tidak membuat bohlam”
Saya terutama ingin bereksperimen dengan print head susunan mikroelektroda. Pendekatan seperti ini bisa memparalelkan proses fabrikasi, mirip seperti fotopolimerisasi yang lebih cepat daripada FDM
Pekerjaan saya didasarkan pada riset awal John D. Madden
https://people.ece.ubc.ca/mm/papers/Madden_JMES_1996.pdf
Saya mungkin bisa mencari dan mengunggah makalahnya, tetapi perlu diingat bahwa itu hanya makalah sarjana dan dikerjakan dalam waktu yang sangat terbatas
Analogi membandingkan DLP/LCD dengan SLA laser atau FDM memang pas
Saat ini saya memahami bahwa sebagian besar pencetakan 3D logam memiliki sifat terkait gaya geser yang jauh lebih buruk karena cara susunan molekulnya, dibandingkan dengan metode yang melelehkan seluruh bagian lalu mendinginkannya.
Dulu ada yang pernah menautkan makalah terkait, tetapi sekarang saya tidak bisa menemukannya. Saya penasaran apakah metode ini lebih baik dalam hal itu
Metode terbaru bekerja jauh lebih mirip mesin las, dan karena itu komponen roket pun bisa dibuat dengan pencetakan 3D
Namun, manufaktur aditif logam saat ini sudah cukup berkembang hingga dapat memenuhi standar material. Kita harus berhati-hati dengan generalisasi yang terlalu luas, dan jawaban paling akurat biasanya adalah “tergantung situasinya”
Yang bisa saya bicarakan adalah SLM, yaitu metode di mana serbuk diletakkan di atas bed lalu dilelehkan dengan laser dari atas, dan DED, yaitu metode di mana serbuk keluar dari nozzle lalu dilelehkan dengan laser dari atas.
Sifat logam hasil akhirnya bisa dengan mudah didorong ke arah yang sangat berbeda dengan menyetel daftar parameter yang nyaris tak ada habisnya. Saat logam dilelehkan, banyak hal seperti pengerasan, tempering, dan pembentukan martensit terjadi secara bersamaan, jadi dengan menyesuaikan prosesnya, sifat geser bisa dibuat lebih baik atau lebih buruk.
Mencari parameter-parameter ini sendiri adalah bidang riset, dan apakah sifat pada “sebagian besar pencetakan 3D logam saat ini” lebih baik atau lebih buruk bergantung pada penggunaan dan materialnya. Tidak mungkin menggeneralisasi sifat material setelah proses seperti ini
Secara umum, masalah pada komponen sinter adalah sedikit porositas, kurang dari 3%, tegangan internal akibat siklus annealing yang lambat, dan masalah-masalah yang juga bisa muncul pada pemesinan konvensional.
Kami juga meninjau proses pelapisan garam logam, tetapi menyimpulkan bahwa itu tidak layak untuk penggunaan umum karena risiko bagi pekerja. Risiko dampak lingkungannya juga serius, dan ada biaya pembuangan limbah berbahaya. Teknologi apa pun selalu punya kompromi
Proses ECAM beroperasi pada suhu ruang dan mengendapkan material melalui electrodeposition, jadi tidak ada proses peleburan.
Mikrostruktur yang dihasilkan adalah struktur berbutir halus dengan ukuran butir rata-rata sekitar 500~1000nm, dan butirnya relatif equiaxed sehingga memberikan kekuatan tinggi dan perilaku isotropik. Karena itu, masalah yang dialami proses berbasis laser akibat peleburan dan pendinginan tidak tampak di sini
Sepertinya tahun lalu juga ada artikel terkait di ServeTheHome.
https://www.servethehome.com/next-gen-copper-cold-plates-so-advanced-they-need-to-be-3d-printed-from-fabric8labs/
Contoh penerapan utamanya tampaknya adalah waterblock cetak 3D logam yang dibuat bersama Asetek.
Asetek juga terkenal sebagai patent troll AIO, dan ada promosi seperti “pompa lebih senyap” serta peningkatan performa.
Arctic membuat lini pendingin AIO yang termasuk paling murah namun tetap memberi performa kelas atas industri dan dengan mudah membuang panas ratusan watt.
Area ini tidak terlihat seperti tempat yang benar-benar memerlukan optimasi. Untuk penggunaan tertentu seperti peralatan RF berdaya tinggi atau pendinginan laser, saya bisa memahaminya, tetapi jika ini adalah contoh penerapan terbaik yang bisa mereka tampilkan, saya agak skeptis.
Sepertinya mereka belum bisa mengomersialkannya, atau ada kekurangan fatal di banyak industri, atau alasan lain
Saya penasaran apa yang membedakan produk Fabric8Labs dari yang ditawarkan perusahaan lama seperti Desktop Metal[1].
Desktop Metal bisa mencetak komponen dengan berbagai material, termasuk baja karbon, baja nirkarat, titanium, dan tungsten.
Terutama pencetakan tungsten terasa sulit dibayangkan. Sebagai penghobi las TIG, sulit membayangkan ada mesin di bengkel yang bisa membuat elektroda, dan energi yang dibutuhkan tampaknya akan sangat besar.
[1] https://www.desktopmetal.com/
Selain itu, Fabric8Labs bisa langsung mencetak tembaga murni, yang secara historis sangat sulit dilakukan. Prosesnya juga lebih hemat energi dan lebih cocok untuk komponen kecil serta kompleks. Desktop Metal menargetkan pasar yang berbeda dari sisi material dan ukuran.
Sebagai catatan, saya adalah GP di Asimov Ventures dan berinvestasi pada putaran pre-seed Fabric8Labs
Khususnya, pembuatan serbuk logam memerlukan energi yang besar, sedangkan input untuk sistem ECAM adalah material prekursor yang beberapa tahap lebih maju daripada logam rafinasi biasa, sehingga proses itu bisa dihindari
Frasa “pendekatan elektrokimia memungkinkan resolusi bentuk skala mikron, geometri internal yang kompleks, material dengan kemurnian tinggi, dan skalabilitas cepat yang mendukung produksi massal” tidak terdengar murah.
Dalam sistem manufaktur 3D yang biayanya tersebar, teknologi ini terasa cocok dipakai untuk komponen kunci tertentu
Jika mirip electroplating lain, kita harus membayangkan pertumbuhan pada sumbu z dalam skala nanometer per detik, dan diperlukan 96.485 ampere-detik beserta tegangan kecil tergantung material untuk setiap mol logam yang diendapkan. Jadi saya memperkirakan biaya prosesnya kira-kira di kisaran satu digit euro per kg, ditambah biaya material dalam bentuk elektrolit.
https://en.wikipedia.org/wiki/Faraday_constant
Saya membayangkan benda-benda tumbuh sangat perlahan lewat electroplating di dalam tangki seukuran manusia, terus-menerus, hingga akhirnya menjadi objek yang cukup besar.
Konsep ini sangat menarik. Hanya saja, electroplating yang saya tahu cukup berbeda dari proses yang sepresisi ini dan agak cepat, jadi saya belum benar-benar paham bagaimana praktik nyatanya
Bagian sulitnya adalah susunan anoda, tetapi itu tidak terlihat terlalu sulit. Pabrikan layar TFT tampaknya bisa membuat yang dibutuhkan, dan layar TFT benar-benar murah
Hanya saja bedanya berbasis elektrokimia, bukan fotokimia