A Divergent3D teljes autóalkatrésze 3D nyomtatással készült. A nyilvános bemutatóra az SLM Solutions standján került sor a 2018-as frankfurti Formnext kiállításon, november 13. és 16. között.
Ha van bármilyen gyakorlati tapasztalatod az additív gyártás (AM) terén, akkor valószínűleg ismered a GE Leap sugárhajtómű platformjához tartozó 3D nyomtatási fúvókákat. Az üzleti sajtó 2012 óta foglalkozik ezzel a történettel, mivel ez valóban az AM működésének első jól ismert esete valós gyártási környezetben.
Az egy darabból álló üzemanyag-fúvókák felváltották a korábban 20 részből álló szerelvényt. Robusztus kialakításúnak is kellett lennie, mivel a sugárhajtómű belsejében akár 2400 Fahrenheit-fokos hőmérsékletnek is ki volt téve. Az alkatrész 2016-ban kapta meg a repülési engedélyt.
A GE Aviation állítólag ma több mint 16 000 megrendeléssel rendelkezik Leap motorjaira. Az erős kereslet miatt a vállalat arról számolt be, hogy 2018 őszén kinyomtatta 30 000. 3D nyomtatott üzemanyag-fúvókáját. A GE Aviation ezeket az alkatrészeket az alabamai Auburnben gyártja, ahol több mint 40 fém 3D nyomtatót üzemeltet az alkatrészgyártáshoz. A GE Aviation jelentése szerint minden Leap motorhoz 19 3D nyomtatott üzemanyag-fúvóka tartozik.
A GE tisztviselői talán belefáradtak az üzemanyag-fúvókákról való beszélgetésbe, de ez egyengette az utat a vállalat additív gyártási sikereihez. Valójában minden új motortervezési megbeszélés azzal kezdődik, hogy megvitatják, hogyan lehet az additív gyártást beépíteni a termékfejlesztési erőfeszítésekbe. Például az új GE 9X motor, amely jelenleg tanúsítás alatt áll, 28 üzemanyag-fúvókával és egy 3D nyomtatott égéskeverővel rendelkezik. Egy másik példában a GE Aviation egy turbólégcsavaros hajtóművet tervez újra, amely körülbelül 50 éve szinte ugyanolyan kialakítású, és 12 3D nyomtatott alkatrésszel fog rendelkezni, amelyek segítenek a motor súlyának 5 százalékkal történő csökkentésében.
„Az elmúlt években azzal foglalkoztunk, hogy megtanuljuk, hogyan kell igazán nagyméretű, additív gyártással gyártott alkatrészeket készíteni” – mondta Eric Gatlin, a GE Aviation additív gyártási csapatának vezetője, a november elején Frankfurtban megrendezett Formnext 2018 kiállításon a vállalat standjánál összegyűlt közönségnek.
Gatlin a továbbiakban az additív gyártás (AM) térnyerését a GE Aviation „paradigmaváltásának” nevezte. Cége azonban nincs egyedül. A Formnext kiállítói megjegyezték, hogy az idei kiállításon minden eddiginél több gyártó (OEM és Tier 1) vett részt. (A szakkiállítás tisztviselői 26 919 ember részvételével tették közzé a rendezvényt, ami 25 százalékos növekedést jelent a 2017-es Formnexthez képest.) Míg a repülőgépgyártók vezető szerepet töltenek be az additív gyártás megvalósításában a gyártócsarnokokban, az autóipari és szállítmányozási vállalatok a technológiát új módon, sokkal komolyabban vizsgálják.
Egy Formnext sajtótájékoztatón Paul Heiden, az Ultimaker alelnöke részleteket osztott meg arról, hogyan használta a Ford a cég 3D nyomtatóit kölni gyárában a Ford Focus gyártóeszközeinek elkészítéséhez. Elmondta, hogy a vállalat körülbelül 1000 eurót takarított meg nyomtatóeszközönként ahhoz képest, mintha ugyanazt az eszközt külső beszállítótól vásárolta volna.
Ha a gyártómérnököknek szerszámokra van szükségük, betölthetik a tervet egy 3D CAD modellező szoftverbe, polírozhatják, elküldhetik egy nyomtatónak, és órákon belül kinyomtathatják. A szoftverfejlesztések, például a több anyagtípus beépítése, megkönnyítették a tervezőeszközök használatát, így még a „képzetlen szakemberek” is dolgozhatnak a szoftveren keresztül – mondta Heiden.
Miután a Ford be tudta bizonyítani a 3D-nyomtatott szerszámok és szerelvények hasznosságát, Heiden szerint a vállalat következő lépése az alkatrészkészlet-probléma megoldása lesz. Ahelyett, hogy több száz alkatrészt tárolnának, 3D-nyomtatókat fognak használni a megrendelések szerinti nyomtatáshoz. Innentől kezdve a Ford várhatóan megvizsgálja, hogy milyen hatással lehet a technológia az alkatrészek gyártására.
Más autóipari vállalatok már ötletes módon építik be a 3D nyomtatási eszközöket. Az Ultimaker példákat mutat be azokra az eszközökre, amelyeket a Volkswagen a portugáliai Palmelában található üzemében használ:
Az Ultimaker 3D nyomtatóval előállított eszközt a Volkswagen portugáliai összeszerelő üzemében a kerékabroncsok elhelyezése során irányítják a csavarok elhelyezését.
Amikor az autógyártás újraértelmezéséről van szó, mások sokkal nagyobb léptékben gondolkodnak. Kevin Czinger, a Divergent3D munkatársa egyike ezeknek.
Czinger újra akarja gondolni az autógyártás módját. Új megközelítést szeretne létrehozni fejlett számítógépes modellezés és additív gyártás (AM) segítségével, hogy olyan alvázakat hozzon létre, amelyek könnyebbek a hagyományos vázaknál, kevesebb alkatrészt tartalmaznak, nagyobb teljesítményt nyújtanak, és olcsóbban gyárthatók. A Divergent3D bemutatta 3D nyomtatott alvázát az SLM Solutions Group AG standján a Formnext kiállításon.
Az SLM 500 gépen nyomtatott alváz önrögzítő csomópontokból áll, amelyek nyomtatás után mind összeillenek. A Divergent3D tisztviselői szerint az alváztervezés és -összeszerelés ezen megközelítése 250 millió dollárt takaríthatna meg a szerszámköltségek kiküszöbölésével és az alkatrészek számának 75 százalékos csökkentésével.
A vállalat abban reménykedik, hogy a jövőben ilyen típusú gyártóegységet tud majd értékesíteni autógyártóknak. A Divergent3D és az SLM szoros stratégiai partnerséget kötött e cél elérése érdekében.
A Senior Flexonics nem egy közismert vállalat, de jelentős alkatrész-beszállító az autóipar, a dízelipar, az orvostudomány, az olaj- és gázipar, valamint az energiatermelő iparágak vállalatai számára. A vállalat képviselői tavaly találkoztak a GKN Powder Metallurgy vállalattal, hogy megvitassák a 3D nyomtatás lehetőségeit, és a két fél megosztotta sikertörténetét a 2018-as Formnext kiállításon.
Az additív gyártás (AM) előnyeit kihasználva újratervezett alkatrészek a haszongépjármű-alkalmazások kipufogógáz-visszavezető hűtőinek szívó- és kipufogószelepei, mind közúton, mind terepen. Az Advanced Flexonics érdeklődik amellett, hogy vannak-e hatékonyabb módszerek olyan prototípusok létrehozására, amelyek ellenállnak a valós tesztelésnek és esetleg a tömeggyártásnak. Az autóipari és ipari alkalmazásokhoz szükséges alkatrészek gyártásában szerzett sokéves tapasztalatával a GKN mélyrehatóan ismeri a fém alkatrészek funkcionális porozitását.
Ez utóbbi azért fontos, mert sok mérnök úgy véli, hogy bizonyos ipari járműalkalmazásokhoz szükséges alkatrészek 99%-os sűrűséget igényelnek. Az EOS vezérigazgatója, Adrian Keppler szerint ezekben az alkalmazásokban ez nem így van, amit a gépipari technológiai szolgáltató és partner is tanúsít.
Az EOS StainlessSteel 316L VPro anyagból készült alkatrészek fejlesztése és tesztelése után a Senior Flexonics megállapította, hogy az additív gyártású alkatrészek elérték a teljesítménycélokat, és gyorsabban gyárthatók, mint az öntött alkatrészek. Például a portál 3D nyomtatással 70%-kal gyorsabban elkészíthető, mint az öntési folyamat. A sajtótájékoztatón a projektben részt vevő összes fél elismerte, hogy ez nagy potenciállal rendelkezik a jövőbeli sorozatgyártás szempontjából.
„Újra kell gondolni az alkatrészek gyártásának módját” – mondta Kepler. „Más szemlélettel kell tekinteni a gyártásra. Ezek nem öntvények vagy kovácsolt darabok.”
Az additív gyártási iparágban dolgozók számára a szent grál az, hogy a technológia széles körben elterjedt a nagy volumenű gyártási környezetekben. Sokak szemében ez a teljes elfogadottságot jelentené.
Az AM Technology-t használják ezeknek a kipufogógáz-visszavezető hűtőkhöz való szívó- és kipufogószelepeknek a gyártására haszongépjármű-alkalmazásokban. Ezen prototípus alkatrészek gyártója, a Senior Flexonics, a 3D nyomtatás egyéb felhasználási lehetőségeit vizsgálja vállalatán belül.
Ezt szem előtt tartva az anyag-, szoftver- és gépfejlesztők keményen dolgoznak olyan termékek szállításán, amelyek ezt lehetővé teszik. Az anyaggyártók olyan porokat és műanyagokat szeretnének létrehozni, amelyek megismételhető módon képesek megfelelni a teljesítményelvárásoknak. A szoftverfejlesztők megpróbálják bővíteni anyagadatbázisaikat, hogy a szimulációk realisztikusabbak legyenek. A gépgyártók olyan cellákat terveznek, amelyek gyorsabban futnak és nagyobb gyártási tartománnyal rendelkeznek, hogy egyszerre több alkatrészt is el tudjanak fogadni. Még van mit tenni, de sok izgalom van az additív gyártás jövőjével kapcsolatban a valós gyártásban.
„20 éve vagyok ebben az iparágban, és ez idő alatt folyton azt hallottam, hogy »Hamarosan bevezetjük ezt a technológiát a gyártási környezetben.« Szóval vártunk és vártunk” – mondta az UL Additív Gyártási Kompetenciaközpontjának igazgatója. Paul Bates, az Additív Gyártás Felhasználói Csoportjának vezetője és elnöke. „De azt hiszem, végre eljutunk arra a pontra, ahol minden konvergál, és ez megtörténik.”
Dan Davis a The FABRICATOR, az iparág legnagyobb példányszámú fémmegmunkálással és alakítással foglalkozó magazinjának, valamint testvérkiadványainak, a STAMPING Journalnak, a Tube & Pipe Journalnak és a The Weldernek a főszerkesztője. 2002 áprilisa óta dolgozik ezeken a kiadványokon.
Az Additív Jelentés az additív gyártási technológiák valós gyártásban való alkalmazására összpontosít. A gyártók ma 3D nyomtatást használnak szerszámok és szerelvények készítéséhez, egyesek pedig additív gyártást (AM) alkalmaznak nagy volumenű gyártási munkákhoz. Történeteiket itt mutatjuk be.