Divergent3D se hele motoronderstel is 3D-gedruk. Dit het sy publieke debuut gemaak by die SLM Solutions-stand by Formnext 2018 in Frankfurt, Duitsland, van 13 tot 16 November.
As jy enige werkskennis van additiewe vervaardiging (AM) het, is jy waarskynlik vertroud met 3D-drukspuitstukke vir GE se Leap-straalenjinplatform. Die sakepers dek hierdie storie al sedert 2012, aangesien dit inderdaad die eerste goed gepubliseerde geval van AM in aksie in 'n werklike produksieomgewing was.
Eenstuk-brandstofspuitstukke vervang wat voorheen 'n 20-delige samestelling was. Dit moes ook 'n robuuste ontwerp hê, want dit is blootgestel aan temperature so hoog as 2 400 grade Fahrenheit binne die straalenjin. Die onderdeel het in 2016 vlugsertifisering ontvang.
Vandag het GE Aviation na bewering meer as 16 000 verpligtinge vir sy Leap-enjins. As gevolg van sterk vraag het die maatskappy berig dat hulle hul 30 000ste 3D-gedrukte brandstofspuitstuk in die herfs van 2018 gedruk het. GE Aviation vervaardig hierdie onderdele in Auburn, Alabama, waar hulle meer as 40 metaal 3D-drukkers vir onderdeleproduksie bedryf. GE Aviation berig dat elke Leap-enjin 19 3D-gedrukte brandstofspuitstukke het.
GE-amptenare is dalk moeg om oor brandstofspuitstukke te praat, maar dit het die weg gebaan vir die maatskappy se AM-sukses. Trouens, alle nuwe enjinontwerpvergaderings begin eintlik met 'n bespreking oor hoe om additiewe vervaardiging in produkontwikkelingspogings in te sluit. Byvoorbeeld, die nuwe GE 9X-enjin wat tans sertifisering ondergaan, het 28 brandstofspuitstukke en 'n 3D-gedrukte verbrandingsmenger. In 'n ander voorbeeld herontwerp GE Aviation 'n turboprop-enjin, wat al vir ongeveer 50 jaar byna dieselfde ontwerp is, en sal 12 3D-gedrukte onderdele hê wat help om enjingewig met 5 persent te verminder.
“Wat ons die afgelope paar jaar doen, is om te leer om regtig groot additief vervaardigde onderdele te maak,” het Eric Gatlin, hoof van die additiewe vervaardigingspan by GE Aviation, gesê toe hy vroeg in November met die versamelde skare by die maatskappy se stalletjie by Formnext 2018 in Frankfurt, Duitsland, gepraat het.
Gatlin het verder die omhelsing van AM 'n "paradigmaskuif" vir GE Aviation genoem. Sy maatskappy is egter nie alleen nie. Uitstallers by Formnext het opgemerk dat daar meer vervaardigers (OEM's en Tier 1's) by vanjaar se skou was as ooit tevore. (Handelskoubeamptes het berig dat 26 919 mense die geleentheid bygewoon het, 'n toename van 25 persent vanaf 2017 se Formnext.) Terwyl lugvaartvervaardigers die druk gelei het om additiewe vervaardiging 'n werklikheid op die werksvloer te maak, word die tegnologie op 'n nuwe manier beskou. 'n Baie meer ernstige manier.
Tydens 'n Formnext-perskonferensie het Ultimaker se senior visepresident, Paul Heiden, besonderhede gedeel oor hoe Ford die maatskappy se 3D-drukkers by sy Keulen, Duitsland,-aanleg gebruik het om produksiemiddele vir die Ford Focus te skep. Hy het gesê die maatskappy het ongeveer 1 000 euro per drukmiddel bespaar in vergelyking met die aankoop van dieselfde middel van 'n eksterne verskaffer.
As vervaardigingsingenieurs gereedskap nodig het, kan hulle die ontwerp in 3D CAD-modelleringsagteware laai, die ontwerp poleer, dit na 'n drukker stuur en dit binne ure laat druk. Vooruitgang in sagteware, soos die insluiting van meer materiaaltipes, het gehelp om ontwerpgereedskap makliker te maak, sodat selfs "onopgeleide mense" deur die sagteware kan werk, het Heiden gesê.
Met Ford wat die bruikbaarheid van 3D-gedrukte gereedskap en toebehore kan demonstreer, het Heiden gesê die volgende stap vir die maatskappy is om die probleem met onderdelevoorraad aan te spreek. In plaas daarvan om honderde onderdele te stoor, sal 3D-drukkers gebruik word om hulle te druk soos hulle bestel word. Van daar af word verwag dat Ford sal sien watter soort impak die tegnologie op die vervaardiging van onderdele kan hê.
Ander motormaatskappye gebruik reeds 3D-drukgereedskap op verbeeldingryke maniere. Ultimaker verskaf voorbeelde van gereedskap wat Volkswagen by sy aanleg in Palmela, Portugal, gebruik:
Die gereedskap, wat op 'n Ultimaker 3D-drukker vervaardig word, word gebruik om boutplasing tydens wielplasing by die Volkswagen-monteeraanleg in Portugal te lei.
Wanneer dit kom by die herdefiniëring van motorvervaardiging, dink ander baie groter. Kevin Czinger van Divergent3D is een van hulle.
Czinger wil die manier waarop motors gebou word, heroorweeg. Hy wil 'n nuwe benadering skep deur gevorderde rekenaarmodellering en AM te gebruik om onderstelle te skep wat ligter is as tradisionele rame, minder onderdele bevat, hoër werkverrigting bied en goedkoper is om te produseer. Divergent3D het sy 3D-gedrukte onderstelle by die SLM Solutions Group AG-stand by Formnext ten toon gestel.
Die onderstel wat op die SLM 500-masjien gedruk word, bestaan ​​uit self-hechtende nodusse wat almal na drukwerk bymekaar pas. Divergent3D-amptenare sê hierdie benadering tot onderstelontwerp en -montering kan $250 miljoen bespaar deur gereedskapskoste uit te skakel en onderdele met 75 persent te verminder.
Die maatskappy hoop om hierdie tipe vervaardigingseenheid in die toekoms aan motorvervaardigers te verkoop. Divergent3D en SLM het 'n noue strategiese vennootskap gevorm om hierdie doel te bereik.
Senior Flexonics is nie 'n maatskappy wat welbekend is aan die publiek nie, maar dit is 'n belangrike verskaffer van komponente aan maatskappye in die motor-, diesel-, mediese-, olie- en gas- en kragopwekkingsbedrywe. Maatskappyverteenwoordigers het verlede jaar met GKN Powder Metallurgy vergader om die moontlikhede van 3D-drukwerk te bespreek, en die twee het hul suksesverhale by Formnext 2018 gedeel.
Komponente wat herontwerp is om voordeel te trek uit AM, is inlaat- en uitlaatkleppe vir uitlaatgashersirkulasiekoelers vir kommersiële vragmotortoepassings, beide op en af ​​​​die snelweg. Advanced Flexonics stel belang om te sien of daar meer doeltreffende maniere is om prototipes te skep wat werklike toetse en moontlik massaproduksie kan weerstaan. Met jare se kennis van die vervaardiging van onderdele vir motor- en industriële toepassings, het GKN 'n diepgaande begrip van die funksionele porositeit van metaalonderdele.
Laasgenoemde is belangrik omdat baie ingenieurs glo dat onderdele vir sekere industriële voertuigtoepassings 'n digtheid van 99% benodig. In baie van hierdie toepassings is dit nie die geval nie, volgens EOS se uitvoerende hoof, Adrian Keppler, waarvan die masjientegnologieverskaffer en vennoot getuig.
Nadat onderdele van EOS vlekvryestaal 316L VPro-materiaal ontwikkel en getoets is, het Senior Flexonics bevind dat additief vervaardigde onderdele aan hul prestasiedoelwitte voldoen en vinniger as gegote onderdele vervaardig kan word. Byvoorbeeld, die portaal kan in 70% van die tyd 3D-gedruk word in vergelyking met die gietproses. Tydens die perskonferensie het alle partye wat by die projek betrokke was, erken dat dit groot potensiaal vir toekomstige reeksproduksie het.
“Jy moet heroorweeg hoe onderdele gemaak word,” het Kepler gesê. “Jy moet anders na vervaardiging kyk. Dit is nie gietstukke of smeedstukke nie.”
Vir baie in die AM-bedryf is die heilige graal om te sien hoe die tegnologie wydverspreide aanvaarding in hoëvolume-vervaardigingsomgewings kry. In die oë van baie sou dit volledige aanvaarding verteenwoordig.
AM-tegnologie word gebruik om hierdie inlaat- en uitlaatkleppe vir uitlaatgas-hersirkulasiekoelers vir kommersiële vragmotortoepassings te vervaardig. Die vervaardiger van hierdie prototipe-onderdele, Senior Flexonics, ondersoek ander gebruike vir 3D-drukwerk binne sy maatskappy.
Met dit in gedagte werk materiaal-, sagteware- en masjienontwikkelaars hard om produkte te lewer wat dit moontlik maak. Materiaalvervaardigers soek poeiers en plastiek wat op 'n herhaalbare wyse aan prestasieverwagtinge kan voldoen. Sagtewareontwikkelaars probeer hul materiaaldatabasisse uitbrei om simulasies meer realisties te maak. Masjienbouers ontwerp selle wat vinniger loop en groter produksiereekse het om meer onderdele gelyktydig te akkommodeer. Werk moet nog gedoen word, maar daar is baie opgewondenheid oor die toekoms van additiewe vervaardiging in werklike vervaardiging.
“Ek is al 20 jaar in hierdie bedryf, en gedurende daardie tyd het ek aanhoudend gehoor: ‘Ons is op die punt om hierdie tegnologie in 'n produksiemgewing te kry.’ So ons het gewag en gewag,” het UL se direkteur van die Additiewe Vervaardiging-bevoegdheidsentrum gesê. Paul Bates, bestuurder en president van die Additiewe Vervaardiging-gebruikersgroep, het gesê. “Maar ek dink ons ​​kom uiteindelik by die punt waar alles saamvloei en dit gebeur.”
Dan Davis is hoofredakteur van The FABRICATOR, die bedryf se grootste sirkulasietydskrif vir metaalvervaardiging en -vorming, en sy susterpublikasies, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal en The Welder. Hy werk sedert April 2002 aan hierdie publikasies.
Die Additiewe Verslag fokus op die gebruik van additiewe vervaardigingstegnologieë in werklike vervaardiging. Vervaardigers gebruik vandag 3D-drukwerk om gereedskap en toebehore te maak, en sommige gebruik selfs AM vir hoëvolume produksiewerk. Hul stories sal hier aangebied word.