لقد كان التصنيع واحدًا من أهم الفئات في المشاريع هذا العام، ولكن لا يزال هناك العديد من المواد والعمليات المبتكرة التي لم يتم توسيع نطاقها بعد. أحد الأمثلة على ذلك هو المواد المركبة بالحرارة، وهي مواد تستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران والدفاع بسبب مقاومتها العالية للحرارة وخفة وزنها، ولكنها عادة ما تكون لها فترات زمنية طويلة وأسعار مرتفعة للعملاء.

تقول شركة Raven Space Systems، وهي شركة ناشئة مقرها في كانساس سيتي بولاية ميسوري، إنها طورت عملية جديدة لتمكين أول طباعة ثلاثية الأبعاد قابلة للتطوير للمكونات المركبة الحرارية التجارية الجاهزة للاستخدام.

وقال بليك هيرين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Raven، في مقابلة أجريت معه مؤخرًا: “إننا نفتح مجالًا كاملاً للطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق الإنتاج”. “نحن نزيل هذه المواد من الرفوف والتي أثبتت فعاليتها في كل من الهياكل وتطبيقات الحماية الحرارية، ونعمل على أتمتة إنتاج الأشكال القريبة من الشبكة عن طريق طباعتها ثلاثية الأبعاد لأول مرة.”

تستطيع شركة Raven القيام بذلك باستخدام تقنية حصلت على براءة اختراع تسمى الطباعة ثلاثية الأبعاد بمساعدة الميكروويف (MAD). عادة ما تتطلب المواد المركبة بالحرارة ساعات أو حتى أيام في الفرن للتصلب أو المعالجة، ولكن عملية MAD تعالج المواد بشكل أساسي أثناء عملية الطباعة، تشبه إلى حد ما الطباعة المضافة للمعادن القائمة على الليزر.

بدأ هيرين وشريكه المؤسس، ريان كاودري، العمل على هذه التكنولوجيا أثناء طلاب الدراسات العليا في جامعة أوكلاهوما. وفي وقت تخرجهم، حصلوا على حوالي مليون دولار من المنح من خلال برنامج الابتكار والبحث في الأعمال الصغيرة لنقل مفهوم الطباعة ثلاثية الأبعاد MAD من السبورة البيضاء إلى النموذج الأولي. منذ عام 2020، حصلت Raven على حوالي 4.5 مليون دولار من العقود غير المخففة من القوات الجوية ووكالة ناسا والمؤسسة الوطنية للعلوم وجوائز أخرى.

وللارتقاء بالتكنولوجيا إلى المستوى التالي، أغلقت الشركة الناشئة أيضًا جولة تمهيدية بقيمة 2 مليون دولار بقيادة Backswing Ventures بمشاركة 46 Venture Capital وMana Ventures وWhat If Ventures وCape Fear Ventures.

سيتم توجيه رأس المال الجديد نحو أول خطوط تصنيع واسعة النطاق للشركة: الطابعات ثلاثية الأبعاد على نطاق الإنتاج، وأنظمة الخلط، والتصنيع الآلي. وبحلول الربع الثاني من العام المقبل، تهدف شركة Raven إلى الانتقال من منشأتها التي تبلغ مساحتها 3000 قدم مربع إلى مصنع أكبر معتمد لإنتاج الطيران. هناك، سيبدأون في تصنيع المكونات للعملاء، بدءًا بمكونات أصغر وتوسيع نطاقها من هناك.

وقال هيرين إن استراتيجية دخول السوق لشركة Raven تتمثل في توفير مكونات الحماية الحرارية لمحركات الصواريخ الصلبة والسفن التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في البداية، لأن هذا هو المكان الذي رأى فيه المؤسسان طلبًا من وزارة الدفاع.

وقال: “نحن لم نعد القوة العظمى العالمية التي كنا عليها في السابق”. “هناك حاجة هائلة هناك – سلسلة التوريد، ومشاكل عنق الزجاجة، وكل شخص لديه مشكلة شديدة مع مواد الحماية الحرارية والهيكل هذه.”

وقال إنه في هذه الصناعات “لا يوجد ما يكفي من الموردين”. ومن بين الموردين الموجودين، يعمل العديد منهم في مصانع قديمة باستخدام أساليب يعود تاريخها إلى عقود مضت. وقال هيرين إن توسيع نطاق عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة سوف يسير جنبًا إلى جنب مع بناء مصنع من الجيل التالي، من أجل تقليل فترات الانتظار إلى أيام بدلاً من عدة أشهر أو أكثر من عام.

وقال: “أعتقد أن القاعدة الصناعية تتطلب تنفيذ البرمجيات والروبوتات في مصانعنا لحل مشكلات سلسلة التوريد هذه، وبصراحة، المنافسة عالميًا”.

وبعيدًا عن الصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والصواريخ، أجرت الشركة أيضًا محادثات مع مزودي الأنظمة المستقلة ومصنعي الأقمار الصناعية والدفع الفضائي. في وقت سابق من هذا الأسبوع، أعلنت الشركة أنها دخلت في شراكة مع مطور كبسولة إعادة الدخول SpaceWorks لتطوير هياكل جوية لمركبة إعادة الدخول مطبوعة ثلاثية الأبعاد – الهيكل الذي يغلف المركبة الفضائية ويوفر الحماية الحرارية – لتمكين وزارة الدفاع من اختبار تقنية تفوق سرعة الصوت.

لا تزال التكنولوجيا في مرحلة مبكرة، حيث لا تزال هناك تحديات تقنية تتعلق بتوسيع نطاقها لطباعة هياكل أكبر، كما يعترف هيرين، ولكن “بمجرد تطويرها بالكامل، أرى أن هذا يغير الطريقة التي نصنع بها مركبات واسعة النطاق”.

“سيستغرق الأمر بعض رأس المال والوقت لتوسيع نطاق الأنظمة الكبيرة جدًا التي يمكن استخدام هذا من أجلها… ولكن في الوقت الحالي، إنها أجزاء بسيطة وصغيرة، باستخدام التصميمات التي يتم تسليمها من قبل العملاء، وحل مشكلات سلسلة التوريد من خلال الواقع تطوير خطوط الإنتاج الأكثر كفاءة قدر الإمكان.