Divergent3D kogu auto šassii on 3D-prinditud. See tegi oma avaliku debüüdi SLM Solutionsi boksis Formnext 2018-l Frankfurdis, Saksamaal, 13.–16. novembrini.
Kui sul on lisandite tootmise (AM) kohta mingeidki tööalaseid teadmisi, siis oled ilmselt tuttav GE Leap reaktiivmootori platvormi 3D-printimise düüsidega. Äriajakirjandus on seda lugu kajastanud alates 2012. aastast, kuna see oli tõepoolest esimene hästi kajastatud juhtum AM-i toimimisest reaalses tootmiskeskkonnas.
Ühes tükis kütusepihustid asendasid endist 20-osalist komplekti. Samuti pidi see olema vastupidava konstruktsiooniga, kuna see puutus reaktiivmootori sees kokku temperatuuridega kuni 2400 kraadi Fahrenheiti järgi. Osa sai lennusertifikaadi 2016. aastal.
Tänaseks on GE Aviationil väidetavalt üle 16 000 lepingu oma Leap-mootorite jaoks. Suure nõudluse tõttu teatas ettevõte, et trükkis oma 30 000. 3D-prinditud kütusepihusti 2018. aasta sügisel. GE Aviation toodab neid osi Auburnis, Alabamas, kus tal on osade tootmiseks üle 40 metallist 3D-printeri. GE Aviation teatab, et igal Leap-mootoril on 19 3D-prinditud kütusepihustit.
GE ametnikud võivad olla kütusepihustitest rääkimisest tüdinud, kuid see sillutas teed ettevõtte aditiivse tootmise edule. Tegelikult algavad kõik uute mootorite disainikoosolekud aruteluga selle üle, kuidas lisada lisandite tootmist tootearendusse. Näiteks uuel GE 9X mootoril, mis praegu sertifitseeritakse, on 28 kütusepihustit ja 3D-prinditud põlemissegisti. Teises näites projekteerib GE Aviation ümber turbopropellermootorit, mis on olnud umbes 50 aastat peaaegu sama disainiga, ja sellel on 12 3D-prinditud osa, mis aitavad vähendada mootori kaalu 5 protsenti.
„Viimased paar aastat oleme õppinud valmistama tõeliselt suuri lisanditootmise teel valmistatud detaile,“ ütles GE Aviationi lisanditootmise meeskonna juht Eric Gatlin novembri alguses Frankfurdis toimunud Formnext 2018 messil ettevõtte boksis kohalviibijaile.
Gatlin nimetas AM-i omaksvõttu GE Aviationi „paradigma muutuseks“. Tema ettevõte pole aga ainus. Formnexti näitusel osalejad märkisid, et selle aasta näitusel oli rohkem tootjaid (OEM-e ja esimese taseme tootjaid) kui kunagi varem. (Messi ametnikud teatasid, et üritusel osales 26 919 inimest, mis on 25 protsenti rohkem kui 2017. aasta Formnextil.) Samal ajal kui lennundustootjad on juhtinud püüdlusi muuta lisandite tootmine tootmispõrandal reaalsuseks, vaadatakse auto- ja transpordiettevõtteid tehnoloogiat uuel viisil. Palju tõsisemalt.
Formnexti pressikonverentsil jagas Ultimakeri vanem asepresident Paul Heiden üksikasju selle kohta, kuidas Ford kasutas ettevõtte 3D-printereid oma Kölni tehases Saksamaal Ford Focuse tootmisvahendite loomiseks. Ta ütles, et ettevõte säästis iga printimisvahendi kohta umbes 1000 eurot võrreldes sama tööriista ostmisega väljastpoolt tarnijalt.
Kui tootmisinseneridel on vaja tööriistu, saavad nad disaini laadida 3D CAD modelleerimistarkvarasse, seda lihvida, printerisse saata ja mõne tunni jooksul välja printida lasta. Tarkvara edusammud, näiteks rohkemate materjalitüüpide lisamine, on aidanud disainitööriistu lihtsamaks muuta, nii et isegi "koolituseta" inimesed saavad tarkvaraga töötada, ütles Heiden.
Nüüd, kui Ford suutis demonstreerida 3D-prinditud tööriistade ja kinnituste kasulikkust, ütles Heiden, et ettevõtte järgmine samm on varuosade laoseisu probleemi lahendamine. Sadade osade ladustamise asemel kasutatakse 3D-printereid nende tellimisel printimiseks. Sealt edasi peaks Ford nägema, millist mõju see tehnoloogia osade tootmisele avaldada saab.
Teised autofirmad juba rakendavad 3D-printimise tööriistu loomingulistel viisidel. Ultimaker toob näiteid tööriistadest, mida Volkswagen kasutab oma Palmela tehases Portugalis:
Ultimakeri 3D-printeril toodetud tööriista kasutatakse poltide paigutamise juhendamiseks velgede paigaldamise ajal Volkswageni tehases Portugalis.
Autotööstuse ümberdefineerimisel mõtlevad teised palju suuremalt. Divergent3D Kevin Czinger on üks neist.
Czinger soovib autode ehitamise viisi ümber mõelda. Ta soovib luua uue lähenemisviisi, mis kasutab täiustatud arvutimodelleerimist ja liittoodangut, et luua šassiisid, mis on traditsioonilistest raamidest kergemad, sisaldavad vähem osi, pakuvad suuremat jõudlust ja on odavamad toota. Divergent3D esitles oma 3D-prinditud šassiid SLM Solutions Group AG boksis Formnextil.
SLM 500 masinal trükitud šassii koosneb isekinnituvatest sõlmedest, mis kõik pärast printimist kokku sobivad. Divergent3D ametnike sõnul võiks selline šassii disaini ja montaaži lähenemine säästa 250 miljonit dollarit tööriistade kulude kaotamise ja osade 75 protsendilise vähendamise näol.
Ettevõte loodab tulevikus seda tüüpi tootmisüksust autotootjatele müüa. Divergent3D ja SLM on selle eesmärgi saavutamiseks loonud tiheda strateegilise partnerluse.
Senior Flexonics ei ole avalikkusele kuigi tuntud ettevõte, kuid see on auto-, diisel-, meditsiini-, nafta- ja gaasi- ning elektritootmistööstuse ettevõtetele komponentide peamine tarnija. Ettevõtte esindajad kohtusid eelmisel aastal GKN Powder Metallurgyga, et arutada 3D-printimise võimalusi, ning mõlemad jagasid oma edulugusid Formnext 2018-l.
AM-i ärakasutamiseks ümberkujundatud komponendid on kommertsveokite heitgaaside ringlusjahutite sisse- ja väljalaskeklapid nii maantee- kui ka maastikusõidukitele. Advanced Flexonics on huvitatud sellest, kas on olemas tõhusamaid viise prototüüpide loomiseks, mis taluvad reaalseid katseid ja võimalik, et ka masstootmist. GKN-il on aastatepikkune kogemus auto- ja tööstusrakenduste osade tootmisel ning tal on põhjalikud teadmised metalldetailide funktsionaalsest poorsusest.
Viimane on oluline, sest paljud insenerid usuvad, et teatud tööstussõidukite rakenduste osad vajavad 99% tihedust. Paljudes neist rakendustest see nii ei ole, väidab EOS-i tegevjuht Adrian Keppler, mida masinatehnoloogia pakkuja ja partner ka kinnitab.
Pärast EOS StainlessSteel 316L VPro materjalist osade väljatöötamist ja testimist leidis Senior Flexonics, et lisandimeetodil valmistatud osad vastasid oma jõudluseesmärkidele ja neid sai toota kiiremini kui valatud osi. Näiteks saab portaali 3D-printida 70% kiiremini kui valamise protsessi. Pressikonverentsil tunnistasid kõik projektis osalenud osapooled, et sellel on suur potentsiaal tulevaseks seeriatootmiseks.
„Te peate ümber mõtlema, kuidas osi valmistatakse,“ ütles Kepler. „Te peate tootmist teistmoodi vaatama. Need ei ole valandid ega sepised.“
Paljude liittootmise tööstuses tegutsejate jaoks on püha graal näha tehnoloogia laialdast kasutuselevõttu suuremahulistes tootmiskeskkondades. Paljude silmis tähendaks see täielikku aktsepteerimist.
AM Technologyt kasutatakse nende kommertsveokite heitgaaside retsirkulatsioonijahutite sisse- ja väljalaskeventiilide tootmiseks. Nende prototüüposade tootja Senior Flexonics uurib oma ettevõttes muid 3D-printimise kasutusvõimalusi.
Seda silmas pidades töötavad materjali-, tarkvara- ja masinaarendajad kõvasti, et pakkuda tooteid, mis seda võimaldavad. Materjalitootjad soovivad luua pulbreid ja plaste, mis vastavad jõudlusootustele korduval viisil. Tarkvaraarendajad püüavad oma materjalide andmebaase laiendada, et muuta simulatsioonid realistlikumaks. Masinaehitajad projekteerivad rakke, mis töötavad kiiremini ja millel on suuremad tootmisvahemikud, et mahutada korraga rohkem osi. Tööd on veel teha, kuid lisandite tootmise tulevik reaalses tootmises tekitab palju elevust.
„Olen ​​selles valdkonnas tegutsenud 20 aastat ja selle aja jooksul kuulsin pidevalt, et „Me hakkame seda tehnoloogiat tootmiskeskkonda viima“. Seega me ootasime ja ootasime,“ ütles UL-i lisandite tootmise kompetentsikeskuse direktor. Lisandite tootmise kasutajarühma juht ja president Paul Bates ütles. „Aga ma arvan, et me jõuame lõpuks punkti, kus kõik koondub ja see toimub.“
Dan Davis on The FABRICATORi, tööstusharu suurima tiraažiga metallitöötlemise ja -vormimise ajakirja ning selle sõsarväljaannete STAMPING Journali, Tube & Pipe Journali ja The Welderi peatoimetaja. Ta on nende väljaannete kallal töötanud alates 2002. aasta aprillist.
Lisandite aruanne keskendub lisandite tootmise tehnoloogiate kasutamisele reaalses tootmises. Tootjad kasutavad tänapäeval 3D-printimist tööriistade ja kinnitusdetailide valmistamiseks ning mõned kasutavad isegi lisandeid suuremahuliste tootmistööde jaoks. Nende lood esitatakse siin.