Mencetak objek 3D menggunakan logam adalah teknik yang sudah mapan, namun cenderung terlalu rumit, mahal, atau tidak tepat untuk dicocokkan dengan metode tradisional dalam skala besar. Berbekal $14 juta dari Nvidia dan Boeing, Bentuk bebas bertujuan untuk mengubahnya dengan membangun proses pencetakan aditif logam baru yang dikatakan mengubah permainan — dan ya, ada sudut pandang AI juga.
Salah satu pendiri Erik Palitsch (CEO) dan TJ Ronacher (presiden) keduanya bekerja di SpaceX, di mana mereka masing-masing menjadi arsitek utama dan analis utama, mesin Merlin dan program lainnya. Saat berada di sana, mereka melihat potensi komponen pencetakan 3D yang menggunakan logam, namun juga mengalami sendiri kekurangan metode tersebut.
“Kami melihat potensi pencetakan logam; ia pada dasarnya memiliki potensi untuk mengubah industri apa pun yang membuat benda-benda logam. Namun penerapannya berjalan lambat dan keberhasilannya hanya sedikit,” kata Palitsch. “Mengapa tidak praktis untuk digunakan dalam skala besar? Pada dasarnya, karena tiga hal: kualitas buruk dan tidak konsisten; kecepatan — printer komersial sangat lambat; dan biaya — harga untuk printer ini sangat mahal.”
Mereka menyimpulkan bahwa jika mereka dapat mengoperasionalkan proses untuk menyediakan layanan percetakan daripada menjual printer, mereka dapat membuka peluang besar bagi bisnis tersebut. Jadi mereka bergabung dengan Tasso Lappas, mantan CTO Velo3D, untuk memulai Freeform.
Kesalahan utama yang dilakukan perusahaan adalah menggunakan mesin CNC, yang biasa digunakan dalam manufaktur tradisional, sebagai model untuk bisnis percetakan logam. Dalam hal ini, Anda menjual mesin dan perangkat lunaknya, dan membuatnya berfungsi dengan bentuk dan proses apa pun yang Anda gunakan. Tapi aditif logam berbeda, kata Palitsch.
“Cara kerjanya saat ini adalah 'loop terbuka' – pada dasarnya mereka memutar ulang sebuah file,” jelasnya. “Mereka harus lebih pintar dari itu, karena proses peleburan bubuk logam dengan laser sangatlah rumit dan sangat bervariasi.”
Menjual mesin kepada orang-orang dan berkata “jadilah seorang ahli untuk membuatnya bekerja, semoga berhasil,” bukanlah resep untuk sukses.
“Tetapi ketika Anda memutuskan untuk tidak membuat dan mengemas printer ke dalam kotak, ketika Anda memiliki kebebasan untuk membangun pabrik otomatis dari clean sheet, ada banyak hal yang dapat Anda lakukan,” kata Palitsch.
Solusi mereka adalah menyediakan pencetakan sebagai layanan menggunakan proses loop tertutup di mesin khusus yang memantau pencetakan dalam skala mikrodetik, menyesuaikan berbagai faktor untuk mencapai jenis pencetakan yang diharapkan di tempat kerja seperti SpaceX.
Perusahaan ini memiliki banyak kemajuan teknologi yang bisa dibanggakan, namun dua yang paling relevan adalah feedback loop dan AI yang mengelolanya.
“Kami memiliki umpan balik visi komputer berkecepatan tinggi pada sistem kami yang berjalan pada skala mikrodetik, dan semua data tersebut diproses pada FPGA dan GPU yang canggih. Kami harus membangun seluruh tumpukan ini sendiri dari bahan-bahan yang baru tersedia dalam beberapa tahun terakhir,” kata Palitsch.
Sistem loop tertutup dengan pemantauan waktu nyata mengurangi masalah kualitas sambil tetap memungkinkan pencetakan geometri kompleks dengan cepat. Dan dengan beroperasi sebagai layanan percetakan, mereka menjaga model bisnisnya tetap sederhana.
Namun agar bagian sistem tersebut dapat berfungsi diperlukan terobosan teknologi kedua: model pembelajaran mesin yang cukup cepat dan ahli untuk benar-benar melakukan pemantauan tersebut.
“Erik dan TJ menjalani hal ini dan mencapai kesimpulan yang sama, bahwa industri ini memerlukan tingkat komputasi dan sensor yang belum pernah diterapkan sebelumnya,” kata Lappas.
“Untuk memahami dengan benar cara mengontrol proses, kami memerlukan kumpulan data yang bekerja pada rentang waktu yang tidak dimiliki oleh siapa pun. Jadi kami mulai membangun sistem telemetri yang canggih, sebuah platform yang akan mengumpulkan kumpulan data yang dikurasi, dikontrol, dan hampir diberi label sendiri.”
Data ini memungkinkan mereka melakukan bootstrap pada model guna menghasilkan lebih banyak data untuk model yang lebih baik, dan seterusnya.
Namun kemudian mereka dihadapkan pada kebutuhan akan kecepatan.
“Ada banyak kesamaan yang kami miliki dengan model generatif, dan banyak juga yang tidak kami miliki. Namun satu hal yang benar-benar berbeda adalah latensinya,” jelas Lappas. “Inferensi kami perlu dilakukan dalam hitungan mikrodetik sehingga kami dapat menutup loop pada proses ini.” Karena tidak tersedianya solusi siap pakai untuk data atau komputasi, mereka harus membuat kombinasi GPU/FPGA “AI on steroids” dari awal.
Efek samping yang penting: Freeform “membangun kumpulan data aditif logam terbesar di dunia – itulah sebabnya perusahaan seperti Boeing mendatangi kami,” kata Palitsch. “Kami memiliki kemampuan pengumpulan dan pemrosesan data inti yang mendasar yang tidak dimiliki orang lain.”
Ditambah lagi dengan manfaat mendasar dari manufaktur berbasis pencetakan, seperti kelincahan dan keserbagunaan pabrik, dan hal ini merupakan kasus bisnis yang cukup menarik.
AE Ventures dan Nvidia dari Boeing menginvestasikan total $14 juta, meskipun mereka menolak merincinya lebih lanjut. Setiap investasi perusahaan memiliki keuntungan: Nvidia memberi mereka akses ke H100 dan perangkat keras komputasi lainnya, sementara Boeing akan memandu mereka melalui proses kualifikasi pemasok dan kemungkinan besar akan membeli banyak suku cadang. (Freeform juga akan bergabung dengan program startup Inception Nvidia.)
Palitsch mengatakan mereka memiliki “sembilan pelanggan” di sektor kedirgantaraan, otomotif, industri, dan energi. Mereka menolak untuk menyebutkan apa pun, namun menyebutkan bahwa mereka membuat segalanya mulai dari komponen mesin roket hingga suku cadang knalpot untuk mobil Formula 1. Mereka berencana menggunakan uang tersebut untuk meningkatkan skala, membangun printer generasi berikutnya (yang jauh lebih cepat), dan mempekerjakan total sekitar 55 orang pada tahun depan.
Ia mengakui bahwa pendekatan mereka membutuhkan waktu untuk berkembang dari teori menjadi kenyataan, namun pendekatan metodologis dan teknis juga yang memungkinkan keberhasilan mereka.
“Itu adalah transisi yang lambat,” kata Palitch. “Tetapi saya melihat ke belakang… dengan enam orang, kami membangun, dari awal, platform peleburan laser tercepat di planet ini, serta perangkat keras dan perangkat lunak untuk itu. Kami melakukan hal-hal yang menurut orang tidak dapat Anda lakukan.”
