Cijela šasija automobila tvrtke Divergent3D izrađena je 3D printačem. Javnoj je premijeri predstavljena na štandu tvrtke SLM Solutions na sajmu Formnext 2018 u Frankfurtu u Njemačkoj, od 13. do 16. studenog.
Ako imate ikakvog radnog znanja o aditivnoj proizvodnji (AM), vjerojatno ste upoznati s mlaznicama za 3D ispis za GE-ovu platformu mlaznih motora Leap. Poslovni tisak prati ovu priču od 2012. godine, budući da je to doista bio prvi dobro poznati slučaj AM-a u akciji u stvarnom proizvodnom okruženju.
Jednodijelne mlaznice za gorivo zamjenjuju ono što je nekad bio sklop od 20 dijelova. Također je morao imati robustan dizajn jer je bio izložen temperaturama i do 2400 stupnjeva Fahrenheita unutar mlaznog motora. Dio je dobio letački certifikat 2016. godine.
Danas, GE Aviation navodno ima više od 16.000 obveza za svoje Leap motore. Zbog velike potražnje, tvrtka je izvijestila da je u jesen 2018. isprintala svoju 30.000. 3D printanu mlaznicu za gorivo. GE Aviation proizvodi ove dijelove u Auburnu u Alabami, gdje koristi više od 40 metalnih 3D printera za proizvodnju dijelova. GE Aviation izvještava da svaki Leap motor ima 19 3D printanih mlaznica za gorivo.
Dužnosnici GE-a možda su umorni od razgovora o mlaznicama za gorivo, ali to je utrlo put uspjehu tvrtke u području aditivne proizvodnje. Zapravo, svi sastanci o dizajnu novih motora zapravo počinju raspravom o tome kako uključiti aditivnu proizvodnju u napore razvoja proizvoda. Na primjer, novi GE 9X motor koji trenutno prolazi certifikaciju ima 28 mlaznica za gorivo i 3D printani mikser za izgaranje. U drugom primjeru, GE Aviation redizajnira turbopropelerski motor, koji je gotovo istog dizajna već oko 50 godina, i imat će 12 3D printanih dijelova koji pomažu u smanjenju težine motora za 5 posto.
„Ono što radimo posljednjih nekoliko godina jest učenje izrade stvarno velikih aditivno proizvedenih dijelova“, rekao je Eric Gatlin, voditelj tima za aditivnu proizvodnju u GE Aviationu, obraćajući se okupljenima na štandu tvrtke na sajmu Formnext 2018 u Frankfurtu u Njemačkoj, početkom studenog.
Gatlin je nastavio nazivajući prihvaćanje aditivne proizvodnje „promjenom paradigme“ za GE Aviation. Međutim, njegova tvrtka nije jedina. Izlagači na Formnextu primijetili su da je na ovogodišnjem sajmu bilo više proizvođača (OEM-ova i Tier 1) nego ikad prije. (Službenici sajma izvijestili su da je događaju prisustvovalo 26.919 ljudi, što je povećanje od 25 posto u odnosu na Formnext 2017.) Dok su proizvođači zrakoplovne industrije predvodili poticaj da aditivna proizvodnja postane stvarnost u pogonima, automobilske i transportne tvrtke promatraju tehnologiju na novi način. Mnogo ozbiljniji način.
Na konferenciji za novinare tvrtke Formnext, viši potpredsjednik tvrtke Ultimaker Paul Heiden podijelio je detalje o tome kako je Ford koristio 3D printere tvrtke u svojoj tvornici u Kölnu u Njemačkoj za izradu proizvodnih alata za Ford Focus. Rekao je da je tvrtka uštedjela oko 1000 eura po alatu za ispis u usporedbi s kupnjom istog alata od vanjskog dobavljača.
Ako se proizvodni inženjeri suoče s potrebom za alatima, mogu učitati dizajn u softver za 3D CAD modeliranje, ispolirati dizajn, poslati ga na pisač i ispisati ga u roku od nekoliko sati. Napredak u softveru, poput uključivanja više vrsta materijala, pomogao je u olakšavanju korištenja alata za dizajn, tako da čak i „neobučeni“ mogu raditi sa softverom, rekao je Heiden.
S obzirom na to da je Ford u mogućnosti demonstrirati korisnost alata i uređaja izrađenih 3D printanjem, Heiden je rekao da je sljedeći korak za tvrtku rješavanje problema zaliha rezervnih dijelova. Umjesto skladištenja stotina dijelova, 3D printeri će se koristiti za njihov ispis kako se naručuju. Očekuje se da će Ford nakon toga vidjeti kakav utjecaj tehnologija može imati na proizvodnju dijelova.
Druge automobilske tvrtke već na maštovite načine uključuju alate za 3D ispis. Ultimaker navodi primjere alata koje Volkswagen koristi u svojoj tvornici u Palmeli u Portugalu:
Proizveden na Ultimaker 3D printeru, alat se koristi za vođenje postavljanja vijaka tijekom postavljanja kotača u Volkswagenovoj tvornici za montažu u Portugalu.
Kad je riječ o redefiniranju proizvodnje automobila, drugi razmišljaju puno šire. Kevin Czinger iz Divergent3D-a je jedan od njih.
Czinger želi preispitati način na koji se automobili grade. Želi stvoriti novi pristup korištenjem naprednog računalnog modeliranja i aditivne proizvodnje kako bi stvorio šasije koje su lakše od tradicionalnih okvira, sadrže manje dijelova, pružaju veće performanse i jeftinije za proizvodnju. Divergent3D je predstavio svoje 3D printane šasije na štandu SLM Solutions Group AG na Formnextu.
Šasija ispisana na stroju SLM 500 sastoji se od samofiksirajućih čvorova koji se nakon ispisa spajaju. Dužnosnici tvrtke Divergent3D kažu da bi ovaj pristup dizajnu i sastavljanju šasije mogao uštedjeti 250 milijuna dolara uklanjanjem troškova alata i smanjenjem broja dijelova za 75 posto.
Tvrtka se nada da će u budućnosti prodati ovu vrstu proizvodne jedinice proizvođačima automobila. Divergent3D i SLM uspostavili su blisko strateško partnerstvo kako bi postigli taj cilj.
Senior Flexonics nije tvrtka dobro poznata javnosti, ali je glavni dobavljač komponenti tvrtkama u automobilskoj, dizelskoj, medicinskoj, naftnoj i plinskoj industriji te industriji proizvodnje energije. Predstavnici tvrtke sastali su se prošle godine s tvrtkom GKN Powder Metallurgy kako bi razgovarali o mogućnostima 3D ispisa, a njih dvoje su podijelili svoje priče o uspjehu na Formnextu 2018.
Komponente redizajnirane kako bi se iskoristile prednosti aditivne proizvodnje su usisni i ispušni ventili za hladnjake recirkulacije ispušnih plinova za primjenu u komercijalnim kamionima, kako na autocesti tako i izvan nje. Advanced Flexonics zainteresiran je za utvrđivanje postoje li učinkovitiji načini za izradu prototipova koji mogu izdržati ispitivanja u stvarnom svijetu i eventualno masovnu proizvodnju. S dugogodišnjim iskustvom u proizvodnji dijelova za automobilsku i industrijsku primjenu, GKN ima dubinsko razumijevanje funkcionalne poroznosti metalnih dijelova.
Potonje je važno jer mnogi inženjeri vjeruju da dijelovi za određene primjene industrijskih vozila zahtijevaju gustoću od 99%. U mnogim od tih primjena to nije slučaj, prema riječima izvršnog direktora EOS-a Adriana Kepplera, što potvrđuje i dobavljač strojne tehnologije i partner.
Nakon razvoja i testiranja dijelova izrađenih od EOS StainlessSteel 316L VPro materijala, Senior Flexonics je otkrio da aditivno proizvedeni dijelovi ispunjavaju svoje ciljeve performansi i mogu se proizvoditi brže od lijevanih dijelova. Na primjer, portal se može 3D printati za 70% vremena u usporedbi s postupkom lijevanja. Na konferenciji za novinare sve strane uključene u projekt priznale su da ovo ima veliki potencijal za buduću serijsku proizvodnju.
„Morate preispitati kako se dijelovi izrađuju“, rekao je Kepler. „Morate drugačije gledati na proizvodnju. Ovo nisu odljevci ili okovci.“
Za mnoge u AM industriji, sveti gral je vidjeti kako tehnologija dobiva široku primjenu u okruženjima velike proizvodnje. U očima mnogih, to bi predstavljalo potpuno prihvaćanje.
AM tehnologija koristi se za proizvodnju ovih ulaznih i izlaznih ventila za hladnjake recirkulacije ispušnih plinova za primjenu u komercijalnim kamionima. Proizvođač ovih prototipnih dijelova, Senior Flexonics, istražuje druge načine korištenja 3D ispisa unutar svoje tvrtke.
Imajući to na umu, razvojni inženjeri materijala, softvera i strojeva naporno rade kako bi isporučili proizvode koji to omogućuju. Proizvođači materijala žele stvoriti prahove i plastiku koji mogu ispuniti očekivanja performansi na ponovljiv način. Razvojni inženjeri softvera pokušavaju proširiti svoje baze podataka o materijalima kako bi simulacije bile realističnije. Proizvođači strojeva dizajniraju ćelije koje rade brže i imaju veće proizvodne raspone kako bi odjednom smjestile više dijelova. Još uvijek ima posla, ali postoji veliko uzbuđenje oko budućnosti aditivne proizvodnje u stvarnoj proizvodnji.
„U ovoj sam industriji 20 godina i tijekom tog vremena stalno sam slušao: 'Uskoro ćemo ovu tehnologiju primijeniti u proizvodnom okruženju.' Zato smo čekali i čekali“, rekao je direktor Centra za kompetencije aditivne proizvodnje Sveučilišta Kalifornije. Rekao je Paul Bates, voditelj i predsjednik Grupe korisnika aditivne proizvodnje. „Ali mislim da konačno dolazimo do točke u kojoj se sve spaja i to se događa.“
Dan Davis je glavni urednik časopisa The FABRICATOR, najvećeg časopisa u industriji za izradu i oblikovanje metala, te njegovih sestrinskih publikacija, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal i The Welder. Na tim publikacijama radi od travnja 2002.
Izvješće o aditivnoj proizvodnji usredotočuje se na upotrebu tehnologija aditivne proizvodnje u stvarnoj proizvodnji. Proizvođači danas koriste 3D ispis za izradu alata i pribora, a neki čak koriste i aditivnu proizvodnju za proizvodnju velikih količina. Njihove priče bit će ovdje predstavljene.