• New multi-material, multi-process additive manufacturing platform solves issues of performance and cost, using 50% fewer materials to deliver up to twice the energy capacity in the same space or the same energy in half the space

• High-volume production of complex functional devices for a host of other applications, also enabled

San Jose, USA, May 12th, 2021 – Sakuu Corporation (previously KeraCel Inc.), the leader in automated multi-process additive manufacturing (AM), has today announced a revolutionary new industrial-grade 3D printer for e-mobility batteries. The breakthrough technology will unlock the mainstream adoption of EV and e-mobility vehicles by solving the previous issues of cost, performance, sustainability, and range. Offering an industrial scale ‘local’ battery production capability, the Sakuu technology is likely to significantly expedite the use of EV’s, by providing increased manufacturer and consumer confidence.

Backed by leading Japanese automotive parts supplier to major OEMs, Musashi Seimitsu, Sakuu is set to enable fast and high-volume production of 3D printed solid-state batteries (SSBs) that, compared to lithium-ion batteries, have the same capacity yet are half the size and almost a third lighter. The company’s ‘KeraCel™’- branded SSBs will also use around 30%-50% fewer materials – which can be sourced locally – to achieve the same energy levels as lithium-ion options, significantly reducing production costs. Additionally, Sakuu’s SSBs will offer improved safety and sustainability benefits.

This manufacturing milestone is enabled by the world’s first and only multi-material, multi-process 3D printer – the Sakuu AM Platform – which has been designed and developed entirely by the company. Thanks to its capability to build complex functional devices at industrial rates, Sakuu anticipates the 3D printer’s attributes being easily transferable to a host of different applications in other industry sectors.

“For the e-mobility markets specifically, we believe this to be a landmark achievement, and one that could transform consumer adoption of electric vehicles,” says Robert Bagheri Founder, CEO and chairman, Sakuu Corporation.

“SSBs are a holy grail technology, but they are both very difficult and expensive to make. By harnessing the flexibility and efficiency-enhancing capabilities of our unique and scalable AM process, we’re enabling battery manufacturers and EV companies to overcome these fundamental pain points,” Bagheri adds.

“Furthermore, by adopting it as the technology of choice, these users also benefit from the wider opportunities our AM platform delivers, namely the ability to enjoy on-demand, localised production, which can help drive more efficient manufacturing operations and shorter supply chains,” he continues.

Unique technology, and more efficient process

A fundamental manufacturing breakthrough with the Sakuu’s new solution is its multiple-AM technology. This blends powder bed and jetted material deposition and uses completely different multi-materials in a single layer capability. The process combines ceramic and metal, as well as Sakuu’s proprietary support material, PoraLyte™, which removes part overhang limitations and enables the easier and faster creation of devices with internal channels and cavities.

The result is a solution that eradicates the shortfalls inherent with existing alternatives – typically low energy density SSBs that are unsuitable for high-volume production and characterised by thick, brittle ceramic layers and poor interface. Instead, Sakuu’s AM platform delivers higher energy density SSBs with thin monolithic layers and perfect interface.

Furthermore, with only half the material requirement and a ‘powder to powder process’ that ensures easier recyclability of the ceramics and metals by conventional methods, KeraCel™ SSBs score much higher when it comes to sustainability. There is no requirement to extract graphite and the absence of polymer means no incineration or burial in landfill.

Sakuu will initially focus on the two-, three- and smaller four-wheel electric vehicle market for whom the company’s SSB proposition delivers an obvious and desirable combination of small form factor, low weight and improved capacity benefits. The agility of Sakuu’s AM process also means that customers can easily switch production to different battery types and sizes, as necessary, for example to achieve double the energy in the same space or the same energy in half the space.

Limitless application potential beyond SSBs

Beyond energy storage, Sakuu’s development of true multi-material-in-a-single-layer print capability opens complex end device markets previously closed off to current 3D printing platforms. These include active components like sensors and electric motors for aerospace and automotive; power banks and heatsinks for consumer electronics; PH, temperature and pressure sensors within IoT; and pathogen detectors and microfluidic devices for medical, to name a few.

“As a cheaper, faster, local, customisable and more sustainable method of producing SSBs – which as a product deliver much higher performance attributes than currently available alternatives – the potential of our new platform offers tremendous opportunities to users within energy, as well as a multitude of other markets,” concludes Bagheri.

Sakuu’s Alpha Platform for its initial hardware offering will be available in Q4 2021.

• La nouvelle plate-forme de fabrication additive (FA) multiprocess à matériaux multiples résout les problèmes de performance et de coût en utilisant 50 % de matériaux en moins, ce qui permet de doubler la capacité énergétique dans un même espace ou de générer la même capacité avec un encombrement divisé par deux

• Production en masse de dispositifs fonctionnels complexes également prévue pour une foule d’autres applications

San Jose, États-Unis, le 12 mai 2021 – Sakuu Corporation (auparavant KeraCel Inc.), leader dans le domaine de la fabrication additive (FA) multiprocess, vient d’annoncer une imprimante 3D industrielle révolutionnaire pour les batteries utilisées dans le cadre de la mobilité électrique. Cette nouvelle technologie amorcera l’adoption par le grand public des véhicules électriques en solutionnant les problèmes que constituaient, jusqu’à présent, le coût, les performances, la durabilité et l’autonomie. La technologie de Sakuu offre une capacité de production de batteries « locale » de niveau industriel, ce qui permettra, à n’en pas douter, d’accélérer sensiblement l’adoption des vehicules électriques grâce à une confiance accrue des fabricants et des consommateurs.

Sakuu s’est associée à Musashi Seimitsu, le leader japonais dans le domaine de la fourniture de pièces automobiles aux principaux équipementiers de l’industrie. Toutes les conditions sont ainsi réunies pour lancer une production en masse et rapide des batteries à semi-conducteurs (SSB) imprimées en 3D qui, à capacité identique, sont deux fois plus compactes et pratiquement trois fois plus légères que les batteries lithium-ion.

Ajoutons encore que les batteries SSB badgées KeraCel™ utiliseront environ 30 à 50 % de matériaux en moins pour produire les mêmes niveaux d’énergie que les modèles lithium-ion, d’où une réduction significative des coûts de production. De plus, pour favoriser le circuit court, ces matériaux peuvent provenir de sources locales. Les batteries SSB de Sakku offriront, en outre, des avantages accrus sur le plan de la sécurité et de la durabilité.

Si ce véritable bond en avant technologique a été possible, c’est grâce à la plate-forme FA de Sakuu, première imprimante 3D multiprocess à matériaux multiples au monde, conçue et développée entièrement par la société. En faisant passer la fabrication de dispositifs fonctionnels complexes au stade industriel, Sakuu anticipe l’adoption des attributs de l’impression 3D pour une foule d’applications dans d’autres secteurs de l’industrie.

« Nous sommes convaincus que cette technologie va marquer un tournant décisif dans le secteur de la mobilité électrique ; un changement de nature à transformer en profondeur l’adoption des véhicules électriques par le grand public », déclare Robert Bagheri, fondateur, CEO et président de Sakuu Corporation.

Et il ajoute : « Les SSB représentent le Saint Graal de la technologie des batteries, mais leur production s’avère à la fois très complexe et très onéreuse. Grâce à la flexibilité et aux capacités d’amélioration du rendement de notre processus de FA évolutif, nous offrons aux fabricants de batteries et de voitures électriques la possibilité de surmonter ces difficultés majeures. »

Robert Bagheri poursuit : « En adoptant ce processus comme solution technologique privilégiée, ces utilisateurs peuvent également bénéficier d’un plus large éventail d’opportunités, comme l’accès à une production localisée et à la demande, ce qui peut se traduire par des opérations de fabrication plus efficaces et des chaînes d’approvisionnement plus courtes. »

Une technologie unique et un processus plus efficace

La technologie FA multiple de la nouvelle solution de Sakuu marque une avancée majeure dans le domaine de la fabrication. Elle allie le dépôt de matériaux par projection et la technologie de fusion sur lit de poudre, et utilise plusieurs matériaux complètement différents dans une solution monocouche. Ce processus associe la céramique et le métal, ainsi que le support propriétaire de Sakuu, le PoraLyte™, qui supprime les limitations de recouvrement des pièces, et permet une création plus simple et plus rapide de dispositifs avec des canaux et des cavités internes.

On obtient ainsi une solution qui élimine les défauts inhérents aux processus existants, à savoir des batteries SSB à faible densité énergétique, lesquelles ne sont pas adaptées à une production de masse, et se caractérisent par des couches céramiques épaisses et cassantes, ainsi que par une interface de piètre qualité. La plate-forme de FA de Sakuu garantit des batteries SSB à plus haute densité énergétique avec de fines couches monolithiques et une interface parfaite.

Sur le plan de la durabilité, les batteries SSB KeraCel™ font encore mieux grâce à leurs besoins en matériaux réduits de moitié et à l’utilisation d’un « processus poudre à poudre » qui garantit une recyclabilité plus facile de la céramique et des métaux selon les méthodes traditionnelles. Il n’est pas nécessaire d’extraire du graphite et, en l’absence de polymère, il n’est nul besoin d’incinérer les déchets ni de les enfouir dans une décharge.

Dans un premier temps, Sakuu se concentrera sur le marché des véhicules à deux et trois roues, mais aussi des VE compacts à quatre roues, des produits tout désignés pour les batteries SSB KeraCel™ qui allient compacité, légèreté et capacité accrue. Particulièrement agile, le processus FA de Sakuu permet également aux clients de passer facilement à la production de batteries de tailles et de types différents ; par exemple, pour doubler la capacité énergétique au sein d’un même espace ou pour bénéficier de la même capacité dans un espace deux fois plus petit.

Un champ d’application infini

Au-delà du stockage de l’énergie, le développement par Sakuu d’une capacité d’impression de plusieurs matériaux en une seule couche ouvre la voie aux marchés de fabrication d’appareils complexes qui, jusqu’alors, étaient fermés aux plates-formes d’impression 3D. En voici quelques exemples : composants actifs tels que les capteurs et les moteurs électriques pour le secteur de l’aérospatiale et de l’automobile, chargeurs portatifs et dissipateurs thermiques pour l’électronique grand public, capteurs de PH, de température et de pression pour les solutions IoT, détecteurs de pathogènes et appareils microfluidiques pour le domaine médical…

Robert Bagheri conclut en ces termes :« Les batteries SSB offrent des performances bien plus élevées que les solutions actuellement disponibles. Notre nouvelle plate-forme permet de les produire à moindre coût, plus rapidement, et de manière locale, personnalisable et plus durable. Elle ouvre ainsi de formidables possibilités pour les acteurs du secteur de l’énergie, mais aussi pour une multitude d’autres secteurs de l’industrie. »

Sakuu commercialisera la plate-forme Alpha pour son offre matérielle initiale au quatrième trimestre 2021.

• Neue Multiprozess-Multiwerkstoff-Lösung liefert mit der Hälfte des Materialaufwands bis zu zweifache Energiedichte – oder gleiche Energiedichte auf halbem Raum 

• Großserienfertigung komplexer Funktionsbauteile für eine Vielzahl weiterer Einsatzgebiete möglich

San Jose, USA, 12. Mai 2021 – Sakuu Corporation (ehemals KeraCel Inc.), führend im Bereich der automatisierten additiven Multiprozessfertigung, gibt die Einführung eines bahnbrechenden 3D-Industriedruckers zur Herstellung von Fahrzeugbatterien bekannt. Die revolutionäre Innovation löst Probleme hinsichtlich Kosten, Leistung, Nachhaltigkeit und Reichweite und soll die massenhafte Einführung der Elektromobilität fördern. Dank der mit ihm möglichen „lokalen“ Massenproduktion von Antriebsbatterien könnte der 3D-Drucker von Sakuu das Hersteller- und Verbrauchervertrauen in Elektrofahrzeuge steigern und deren Verbreitung erheblich beschleunigen.

Der mit Unterstützung des führenden japanischen Automobilzulieferers Musashi Seimitsu entwickelte 3D-Drucker soll eine schnelle Massenfertigung von Feststoffbatterien ermöglichen, welche die gleiche Energiedichte wie Lithium-Ionen-Akkus bieten, jedoch nur halb so groß und ein Drittel leichter sind. Die Herstellung der Feststoffbatterien mit dem Markennamen KeraCel™ erfordert zudem ca. 30–50 % weniger (lokal verfügbares) Material, um die gleiche Energieleistung zu erzielen wie Lithium-Ionen-Akkus und ist damit deutlich billiger. Dazu sind die Feststoffbatterien von Sakuu auch noch sicherer und nachhaltiger.

Möglich wird die innovative Fertigung durch den ersten – und einzigen – Multiprozess-Multiwerkstoff-3D-Drucker, der komplett im Hause Sakuu entwickelt wurde. Mit seiner Fähigkeit zur Großserienfertigung komplexer Funktionsbauteile eignet er sich laut Sakuu auch problemlos für den Einsatz in vielen anderen Industriezweigen.

„Wir haben hier für die Elektromobilität einen Meilenstein gesetzt, mit dem Elektrofahrzeuge für die Verbraucher attraktiver werden dürften“, erklärt Robert Bagheri, Gründer und CEO von Sakuu.

„Festkörperbatterien sind eine Art heiliger Gral der Technik – aber schwierig und teuer in der Herstellung. Mit der Flexibilität und den Effizienzgewinnen unseres einzigartigen und skalierbaren 3D-Druckverfahrens können Batterie- und Elektrofahrzeughersteller diese grundlegenden Hürden überwinden“, so Bagheri.

Weitere Vorteile der Lösung sind laut Bagheri die mit der bedarfsgerechten und lokalen Fertigung verbundenen Effizienzgewinne und kürzeren Lieferketten.

Einzigartige Technik mit effizienterem Verfahren

Ein grundlegender Durchbruch gelingt der neuen Lösung von Sakuu durch die Kombination additiver Fertigungsverfahren. Dabei werden auf das Pulverbett völlig unterschiedliche Werkstoffe in einer einzigen Schicht aufgesprüht. Bei dem Verfahren kommen Keramiken und Metalle sowie das von Sakuu entwickelte Trägermaterial PoraLyte™ zum Einsatz. Letzteres löst Probleme mit Überhängen und gestattet die einfachere und schnellere Herstellung von Bauteilen mit Hohlräumen.

Die Lösung überwindet die Unzulänglichkeiten bestehender Alternativen, die in der Regel Batterien mit geringer Energiedichte, dicken und spröden Keramikschichten und schlechten Schnittstellen fertigen und sich außerdem nicht für die Massenproduktion eignen. Der 3D-Drucker von Sakuu fertigt Batterien mit einer höheren Energiedichte, dünnen, monolithischen Schichten und perfekter Schnittstelle.

Darüber hinaus punkten KeraCel™-Batterien in Sachen Nachhaltigkeit: Der Materialaufwand ist um die Hälfte geringer und das Pulver-zu-Pulver-Verfahren ermöglicht ein leichteres Recycling der Keramiken und Metalle mit konventionellen Verfahren. Es muss kein Graphit entzogen werden und die Batterien enthalten keine Polymere. So entsteht keinerlei Verbrennungs- oder Deponiemüll.

Sakuu zielt mit seinem Angebot zunächst auf zwei-, drei- und kleinere vierrädrige Elektrofahrzeuge ab, für die der kleine Formfaktor, das geringe Gewicht und die verbesserte Leistung der Batterien ideal ist. Dank der Flexibilität des additiven Herstellungsverfahrens von Sakuu kann die Produktion bei Bedarf problemlos auf andere Batterietypen und -größen umgestellt werden, etwa um die doppelte Energiedichte bei gleicher Größe oder die gleiche Energiedichte bei halber Größe zu erreichen.

Unbegrenzte weitere Einsatzmöglichkeiten

Neben der Energiespeicherung erschließt das von Sakuu entwickelte Verfahren für Multimaterial-Schichten den Markt für Bauteile, die sich bis dato nicht per 3D-Druck herstellen ließen. Dazu gehören aktive Komponenten wie Sensoren und Elektromotoren für KFZ, Luft- und Raumfahrt, Power Banks und Kühlkörper für Unterhaltungselektronik, PH-, Temperatur- und Drucksensoren für das Internet der Dinge, Pathogendetektoren und Mikrofluidvorrichtungen für die Medizin und vieles mehr.

„Unsere neue Lösung fertigt Feststoffbatterien lokal, flexibel, billiger, schneller und nachhaltiger mit einem wesentlich höheren Leistungsniveau als derzeit erhältliche Alternativen. Für Kunden aus dem Energie- und vielen anderen Sektoren bietet sie ein riesiges Potenzial“, so Bagheris Fazit.

Die Alpha-Plattform für das erste Hardwareangebot von Sakuu soll im 4. Quartal 2021 zur Verfügung stehen.