Mae siasi car cyfan Divergent3D wedi'i argraffu mewn 3D. Gwnaeth ei ymddangosiad cyhoeddus cyntaf ym mwth SLM Solutions yn Formnext 2018 yn Frankfurt, yr Almaen, o Dachwedd 13eg i 16eg.
Os oes gennych chi unrhyw wybodaeth ymarferol am weithgynhyrchu ychwanegol (AM), mae'n debyg eich bod chi'n gyfarwydd â ffroenellau argraffu 3D ar gyfer platfform injan jet Leap GE. Mae'r wasg fusnes wedi bod yn ymdrin â'r stori hon ers 2012, gan mai dyma oedd yr achos cyhoeddusrwydd cyntaf o AM ar waith mewn lleoliad cynhyrchu go iawn.
Mae ffroenellau tanwydd un darn yn disodli'r hyn a arferai fod yn gynulliad 20 rhan. Roedd yn rhaid iddo hefyd gael dyluniad cadarn oherwydd ei fod yn agored i dymheredd mor uchel â 2,400 gradd Fahrenheit y tu mewn i'r injan jet. Derbyniodd y rhan ardystiad hedfan yn 2016.
Heddiw, yn ôl y sôn, mae gan GE Aviation fwy na 16,000 o ymrwymiadau ar gyfer ei beiriannau Leap. Oherwydd galw cryf, adroddodd y cwmni ei fod wedi argraffu ei 30,000fed ffroenell tanwydd wedi'i hargraffu'n 3D yn hydref 2018. Mae GE Aviation yn cynhyrchu'r rhannau hyn yn Auburn, Alabama, lle mae'n gweithredu mwy na 40 o argraffwyr 3D metel ar gyfer cynhyrchu rhannau. Mae GE Aviation yn adrodd bod gan bob injan Leap 19 o ffroenellau tanwydd wedi'u hargraffu'n 3D.
Efallai bod swyddogion GE wedi blino ar siarad am ffroenellau tanwydd, ond fe wnaeth baratoi'r ffordd ar gyfer llwyddiant gweithgynhyrchu ychwanegol y cwmni. Mewn gwirionedd, mae pob cyfarfod dylunio injan newydd yn dechrau gyda thrafodaeth ar sut i ymgorffori gweithgynhyrchu ychwanegol mewn ymdrechion datblygu cynnyrch. Er enghraifft, mae gan yr injan GE 9X newydd sy'n cael ei hardystio ar hyn o bryd 28 o ffroenellau tanwydd a chymysgydd hylosgi wedi'i argraffu 3D. Mewn enghraifft arall, mae GE Aviation yn ailgynllunio injan turboprop, sydd wedi bod bron yr un dyluniad ers tua 50 mlynedd, a bydd ganddo 12 rhan wedi'u hargraffu'n 3D sy'n helpu i leihau pwysau'r injan 5 y cant.
“Yr hyn rydyn ni wedi bod yn ei wneud dros yr ychydig flynyddoedd diwethaf yw dysgu sut i wneud rhannau mawr iawn a weithgynhyrchir yn ychwanegol,” meddai Eric Gatlin, pennaeth y tîm gweithgynhyrchu ychwanegol yn GE Aviation, wrth siarad â’r dorf a oedd wedi ymgynnull ym stondin y cwmni yn Formnext 2018 yn Frankfurt, yr Almaen, ddechrau mis Tachwedd.
Aeth Gatlin ymlaen i alw cofleidio AM yn “newid paradigm” i GE Aviation. Fodd bynnag, nid yw ei gwmni ar ei ben ei hun. Nododd arddangoswyr yn Formnext fod mwy o weithgynhyrchwyr (OEMs a Haen 1s) yn sioe eleni nag erioed o'r blaen. (Adroddodd swyddogion sioe fasnach fod 26,919 o bobl wedi mynychu'r digwyddiad, cynnydd o 25 y cant o Formnext 2017.) Er bod gweithgynhyrchwyr awyrofod wedi arwain yr ymgyrch i wneud gweithgynhyrchu ychwanegol yn realiti ar lawr y siop, cwmnïau modurol a chludiant Mae'r dechnoleg yn cael ei hystyried mewn ffordd newydd. Ffordd llawer mwy difrifol.
Mewn cynhadledd i'r wasg Formnext, rhannodd Is-lywydd Uwch Ultimaker, Paul Heiden, fanylion am sut y defnyddiodd Ford argraffwyr 3D y cwmni yn ei ffatri yng Nghwlen, yr Almaen, i greu offer cynhyrchu ar gyfer y Ford Focus. Dywedodd fod y cwmni wedi arbed tua 1,000 ewro fesul offeryn argraffu o'i gymharu â phrynu'r un offeryn gan gyflenwr allanol.
Os oes angen offer ar beirianwyr gweithgynhyrchu, gallant lwytho'r dyluniad i mewn i feddalwedd modelu CAD 3D, ei fireinio, ei anfon at argraffydd, a'i argraffu o fewn oriau. Mae datblygiadau mewn meddalwedd, fel ymgorffori mwy o fathau o ddeunyddiau, wedi helpu i wneud offer dylunio yn haws, felly gall hyd yn oed "rhai heb hyfforddiant" weithio trwy'r feddalwedd, meddai Heiden.
Gyda Ford yn gallu dangos defnyddioldeb offer a gosodiadau wedi'u hargraffu'n 3D, dywedodd Heiden mai'r cam nesaf i'r cwmni yw mynd i'r afael â'r broblem rhestr eiddo rhannau sbâr. Yn lle storio cannoedd o rannau, bydd argraffwyr 3D yn cael eu defnyddio i'w hargraffu wrth iddynt gael eu harchebu. O'r fan honno, disgwylir i Ford weld pa fath o effaith y gall y dechnoleg ei chael wrth gynhyrchu rhannau.
Mae cwmnïau modurol eraill eisoes yn ymgorffori offer argraffu 3D mewn ffyrdd dychmygus. Mae Ultimaker yn darparu enghreifftiau o offer y mae Volkswagen yn eu defnyddio yn ei ffatri yn Palmela, Portiwgal:
Wedi'i gynhyrchu ar argraffydd 3D Ultimaker, defnyddir yr offeryn i arwain gosod bolltau wrth osod olwynion yng ngwaith cydosod Volkswagen ym Mhortiwgal.
O ran ailddiffinio gweithgynhyrchu ceir, mae eraill yn meddwl yn llawer mwy. Mae Kevin Czinger o Divergent3D yn un ohonyn nhw.
Mae Czinger eisiau ailfeddwl am y ffordd y mae ceir yn cael eu hadeiladu. Mae eisiau creu dull newydd gan ddefnyddio modelu cyfrifiadurol uwch ac AM i greu siasi sy'n ysgafnach na fframiau traddodiadol, sy'n cynnwys llai o rannau, sy'n darparu perfformiad uwch, ac sy'n rhatach i'w cynhyrchu. Arddangosodd Divergent3D ei siasi wedi'i argraffu 3D ym mwth SLM Solutions Group AG yn Formnext.
Mae'r siasi a argraffwyd ar y peiriant SLM 500 yn cynnwys nodau hunan-gysylltiedig sydd i gyd yn ffitio at ei gilydd ar ôl argraffu. Dywed swyddogion Divergent3D y gallai'r dull hwn o ddylunio a chydosod siasi arbed $250 miliwn wrth ddileu costau offer a lleihau rhannau 75 y cant.
Mae'r cwmni'n gobeithio gwerthu'r math hwn o uned weithgynhyrchu i wneuthurwyr ceir yn y dyfodol. Mae Divergent3D ac SLM wedi ffurfio partneriaeth strategol agos i gyflawni'r nod hwn.
Nid yw Senior Flexonics yn gwmni sy'n adnabyddus i'r cyhoedd, ond mae'n gyflenwr mawr o gydrannau i gwmnïau yn y diwydiannau modurol, diesel, meddygol, olew a nwy, a chynhyrchu pŵer. Cyfarfu cynrychiolwyr y cwmni â GKN Powder Metallurgy y llynedd i drafod posibiliadau argraffu 3D, a rhannodd y ddau eu straeon llwyddiant yn Formnext 2018.
Mae cydrannau a ailgynlluniodd i fanteisio ar AM yn falfiau cymeriant a gwacáu ar gyfer oeryddion ailgylchredeg nwyon gwacáu ar gyfer cymwysiadau tryciau masnachol, ar y briffordd ac oddi arni. Mae Advanced Flexonics â diddordeb mewn gweld a oes ffyrdd mwy effeithlon o greu prototeipiau a all wrthsefyll profion yn y byd go iawn ac o bosibl cynhyrchu màs. Gyda blynyddoedd o wybodaeth am gynhyrchu rhannau ar gyfer cymwysiadau modurol a diwydiannol, mae gan GKN ddealltwriaeth fanwl o mandylledd swyddogaethol rhannau metel.
Mae'r olaf yn bwysig oherwydd bod llawer o beirianwyr yn credu bod angen dwysedd o 99% ar rannau ar gyfer rhai cymwysiadau cerbydau diwydiannol. Mewn llawer o'r cymwysiadau hyn, nid yw hynny'n wir, yn ôl Prif Swyddog Gweithredol EOS, Adrian Keppler, y mae'r darparwr technoleg peiriannau a'r partner yn tystio iddo.
Ar ôl datblygu a phrofi rhannau wedi'u gwneud o ddeunydd EOS StainlessSteel 316L VPro, canfu Senior Flexonics fod rhannau a weithgynhyrchwyd yn ychwanegol yn bodloni eu nodau perfformiad a gellid eu cynhyrchu'n gyflymach na rhannau bwrw. Er enghraifft, gellir argraffu'r porth yn 3D mewn 70% o'r amser o'i gymharu â'r broses gastio. Yn y gynhadledd i'r wasg, cydnabu pob plaid a oedd yn rhan o'r prosiect fod gan hyn botensial mawr ar gyfer cynhyrchu cyfres yn y dyfodol.
“Mae’n rhaid i chi ailfeddwl sut mae rhannau’n cael eu gwneud,” meddai Kepler. “Mae’n rhaid i chi edrych ar weithgynhyrchu mewn ffordd wahanol. Nid castiadau na gofaniadau yw’r rhain.”
I lawer yn y diwydiant AM, y graal sanctaidd yw gweld y dechnoleg yn cael ei mabwysiadu'n eang mewn amgylcheddau gweithgynhyrchu cyfaint uchel. Yng ngolwg llawer, byddai hyn yn cynrychioli derbyniad llwyr.
Defnyddir Technoleg AM i gynhyrchu'r falfiau mewnfa ac allfa hyn ar gyfer oeryddion ailgylchredeg nwyon gwacáu ar gyfer cymwysiadau tryciau masnachol. Mae gwneuthurwr y rhannau prototeip hyn, Senior Flexonics, yn ymchwilio i ddefnyddiau eraill ar gyfer argraffu 3D o fewn ei gwmni.
Gyda hyn mewn golwg, mae datblygwyr deunyddiau, meddalwedd a pheiriannau yn gweithio'n galed i gyflwyno cynhyrchion sy'n galluogi hyn. Mae gweithgynhyrchwyr deunyddiau yn edrych i greu powdrau a phlastigau a all fodloni disgwyliadau perfformiad mewn modd ailadroddus. Mae datblygwyr meddalwedd yn ceisio ehangu eu cronfeydd data deunyddiau i wneud efelychiadau'n fwy realistig. Mae adeiladwyr peiriannau yn dylunio celloedd sy'n rhedeg yn gyflymach ac sydd ag ystodau cynhyrchu mwy i ddarparu ar gyfer mwy o rannau ar unwaith. Mae gwaith i'w wneud o hyd, ond mae llawer o gyffro ynghylch dyfodol gweithgynhyrchu ychwanegol mewn gweithgynhyrchu yn y byd go iawn.
“Rydw i wedi bod yn y diwydiant hwn ers 20 mlynedd, ac yn ystod y cyfnod hwnnw, roeddwn i’n dal i glywed, ‘Rydyn ni ar fin cael y dechnoleg hon mewn amgylchedd cynhyrchu.’ Felly fe wnaethon ni aros ac aros,” meddai Cyfarwyddwr Canolfan Cymhwysedd Gweithgynhyrchu Ychwanegol UL. meddai Paul Bates, Rheolwr a Llywydd y Grŵp Defnyddwyr Gweithgynhyrchu Ychwanegol. “Ond dw i’n meddwl ein bod ni o’r diwedd yn cyrraedd y pwynt lle mae popeth yn cydgyfeirio ac mae’n digwydd.”
Dan Davis yw prif olygydd The FABRICATOR, cylchgrawn cynhyrchu a ffurfio metel mwyaf y diwydiant, a'i gyhoeddiadau chwaer, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal a The Welder. Mae wedi bod yn gweithio ar y cyhoeddiadau hyn ers mis Ebrill 2002.
Mae'r Adroddiad Ychwanegol yn canolbwyntio ar ddefnyddio technolegau gweithgynhyrchu ychwanegol mewn gweithgynhyrchu yn y byd go iawn. Mae gweithgynhyrchwyr heddiw yn defnyddio argraffu 3D i wneud offer a gosodiadau, ac mae rhai hyd yn oed yn defnyddio AM ar gyfer gwaith cynhyrchu cyfaint uchel. Bydd eu straeon yn cael eu cyflwyno yma.