Visa „Divergent3D“ automobilio važiuoklė yra atspausdinta 3D spausdintuvu. Ji viešai debiutavo „SLM Solutions“ stende parodoje „Formnext 2018“ Frankfurte, Vokietijoje, lapkričio 13–16 d.
Jei turite kokių nors praktinių žinių apie pridėtinę gamybą (AM), tikriausiai esate susipažinę su 3D spausdinimo antgaliais, skirtais „GE Leap“ reaktyvinio variklio platformai. Verslo spauda šią istoriją rašė nuo 2012 m., nes tai iš tiesų buvo pirmasis gerai žinomas AM veikimo atvejis realioje gamybos aplinkoje.
Vientisi kuro purkštukai pakeitė anksčiau iš 20 dalių sudarytą mazgą. Jis taip pat turėjo būti tvirtos konstrukcijos, nes reaktyvinio variklio viduje buvo veikiamas net 2400 laipsnių pagal Farenheitą temperatūros. Ši dalis skrydžio sertifikatą gavo 2016 m.
Pranešama, kad šiandien „GE Aviation“ yra įsipareigojusi pagaminti daugiau nei 16 000 „Leap“ variklių. Dėl didelės paklausos bendrovė pranešė, kad 2018 m. rudenį atspausdino 30 000-ąjį 3D spausdintuvu pagamintą degalų purkštuką. „GE Aviation“ šias dalis gamina Auburne, Alabamos valstijoje, kur detalių gamybai naudoja daugiau nei 40 metalinių 3D spausdintuvų. „GE Aviation“ praneša, kad kiekvienas „Leap“ variklis turi 19 3D spausdintuvu pagamintą degalų purkštuką.
„GE“ pareigūnai galbūt pavargo kalbėti apie kuro purkštukus, tačiau tai atvėrė kelią bendrovės sėkmei AM srityje. Tiesą sakant, visi naujų variklių projektavimo susitikimai prasideda diskusija apie tai, kaip įtraukti pridėtinę gamybą į produktų kūrimo pastangas. Pavyzdžiui, naujasis „GE 9X“ variklis, kuris šiuo metu yra sertifikuojamas, turi 28 kuro purkštukus ir 3D spausdintą degimo maišytuvą. Kitame pavyzdyje „GE Aviation“ pertvarko turbosraigtinį variklį, kuris maždaug 50 metų buvo beveik tos pačios konstrukcijos, ir turės 12 3D spausdintų dalių, kurios padės sumažinti variklio svorį 5 procentais.
„Pastaruosius kelerius metus mokėmės gaminti išties dideles detales, naudojant adityvinę gamybos technologiją“, – lapkričio pradžioje Frankfurte (Vokietija) vykusioje parodoje „Formnext 2018“ susirinkusiems žmonėms sakė Ericas Gatlinas, „GE Aviation“ adityvinės gamybos komandos vadovas.
Gatlinas AM pritaikymą pavadino „paradigmos pokyčiu“ „GE Aviation“. Tačiau jo įmonė nėra vienintelė. „Formnext“ parodos dalyviai pažymėjo, kad šių metų parodoje buvo daugiau gamintojų (originalios įrangos gamintojų ir pirmos pakopos) nei bet kada anksčiau. (Parodos pareigūnai pranešė, kad renginyje dalyvavo 26 919 žmonių – 25 proc. daugiau nei 2017 m. „Formnext“.) Nors aviacijos ir kosmoso gamintojai vadovavo pastangoms, kad pridėtinė gamyba taptų realybe gamybos ceche, automobilių ir transporto įmonės į šią technologiją žiūrima nauju būdu – daug rimčiau.
„Formnext“ spaudos konferencijoje „Ultimaker“ vyresnysis viceprezidentas Paulas Heidenas pasidalijo informacija apie tai, kaip „Ford“ savo gamykloje Kelne, Vokietijoje, panaudojo bendrovės 3D spausdintuvus kurdama „Ford Focus“ gamybos įrankius. Jis teigė, kad bendrovė sutaupė apie 1000 eurų vienam spausdinimo įrankiui, palyginti su to paties įrankio pirkimu iš išorės tiekėjo.
Jei gamybos inžinieriams reikia įrankių, jie gali įkelti projektą į 3D CAD modeliavimo programinę įrangą, jį nušlifuoti, nusiųsti spausdintuvui ir atspausdinti per kelias valandas. Pasak Heideno, programinės įrangos pažanga, pavyzdžiui, daugiau medžiagų tipų įtraukimas, padėjo supaprastinti projektavimo įrankius, todėl net „neapmokyti“ gali dirbti su programine įranga.
„Ford“ pademonstravus 3D spausdintuvu atspausdintų įrankių ir įtaisų naudingumą, Heidenas teigė, kad kitas bendrovės žingsnis – spręsti atsarginių dalių atsargų problemą. Užuot sandėliavus šimtus dalių, 3D spausdintuvai bus naudojami joms spausdinti pagal užsakymą. Tikimasi, kad vėliau „Ford“ pamatys, kokį poveikį ši technologija gali turėti dalių gamybai.
Kitos automobilių kompanijos jau išradingai įtraukia 3D spausdinimo įrankius. „Ultimaker“ pateikia įrankių, kuriuos „Volkswagen“ naudoja savo gamykloje Palmeloje, Portugalijoje, pavyzdžių:
Pagamintas „Ultimaker“ 3D spausdintuvu, įrankis naudojamas varžtų išdėstymui valdyti montuojant ratlankius „Volkswagen“ surinkimo gamykloje Portugalijoje.
Kalbant apie automobilių gamybos iš naujo apibrėžimą, kiti mąsto daug plačiau. Vienas iš jų yra Kevinas Czingeris iš „Divergent3D“.
Czingeris nori permąstyti automobilių gamybos būdą. Jis nori sukurti naują požiūrį, pasitelkdamas pažangų kompiuterinį modeliavimą ir adityviąją gamybą (AM), kad sukurtų važiuokles, kurios būtų lengvesnės nei tradiciniai rėmai, turėtų mažiau dalių, užtikrintų didesnį našumą ir būtų pigesnės gaminti. „Divergent3D“ pristatė savo 3D spausdintas važiuokles „SLM Solutions Group AG“ stende parodoje „Formnext“.
SLM 500 aparatu atspausdinta važiuoklė susideda iš savaime fiksuojančių mazgų, kurie po atspausdinimo visi sujungiami. „Divergent3D“ atstovai teigia, kad toks važiuoklės projektavimo ir surinkimo metodas galėtų sutaupyti 250 mln. dolerių, nes būtų panaikintos įrankių išlaidos ir 75 procentais sumažintas dalių skaičius.
Bendrovė tikisi ateityje parduoti tokio tipo gamybos padalinį automobilių gamintojams. „Divergent3D“ ir SLM sudarė glaudžią strateginę partnerystę, kad pasiektų šį tikslą.
„Senior Flexonics“ nėra visuomenei gerai žinoma bendrovė, tačiau ji yra pagrindinė komponentų tiekėja automobilių, dyzelino, medicinos, naftos ir dujų bei elektros energijos gamybos pramonės įmonėms. Praėjusiais metais bendrovės atstovai susitiko su „GKN Powder Metallurgy“, kad aptartų 3D spausdinimo galimybes, ir abu pasidalijo savo sėkmės istorijomis parodoje „Formnext 2018“.
Siekiant pasinaudoti adityviosios gamybos privalumais, perkurti komponentai yra išmetamųjų dujų recirkuliacijos aušintuvų įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai, skirti komerciniams sunkvežimiams, tiek greitkeliuose, tiek bekelėse. „Advanced Flexonics“ domisi, ar yra efektyvesnių būdų kurti prototipus, kurie atlaikytų realaus pasaulio bandymus ir galbūt masinę gamybą. Turėdama ilgametę patirtį gaminant detales automobilių ir pramonės reikmėms, GKN puikiai išmano metalinių detalių funkcinį poringumą.
Pastarasis aspektas yra svarbus, nes daugelis inžinierių mano, kad tam tikrų pramoninių transporto priemonių dalių tankis turi būti 99 %. Daugelyje šių sričių taip nėra, teigia „EOS“ generalinis direktorius Adrianas Keppleris, ką patvirtina ir mašinų technologijų tiekėjas bei partneris.
Sukūrusi ir išbandžiusi detales, pagamintas iš EOS StainlessSteel 316L VPro medžiagos, „Senior Flexonics“ nustatė, kad adityviai pagamintos detalės atitinka savo našumo tikslus ir gali būti pagamintos greičiau nei liejamos detalės. Pavyzdžiui, portalą galima atspausdinti 3D spausdintuvu 70 % greičiau, palyginti su liejimo procesu. Spaudos konferencijoje visos projekte dalyvavusios šalys pripažino, kad tai turi didelį potencialą būsimai serijinei gamybai.
„Reikia permąstyti, kaip gaminamos dalys“, – sakė Kepleris. „Reikia kitaip pažvelgti į gamybą. Tai ne liejiniai ar kaltiniai.“
Daugeliui iš anksto apgalvotos gamybos pramonės atstovų šventasis gralis yra tai, kad ši technologija plačiai pritaikoma didelio masto gamybos aplinkoje. Daugelio akimis žiūrint, tai reikštų visišką pripažinimą.
Šiems išmetamųjų dujų recirkuliacijos aušintuvų, skirtų komerciniams sunkvežimiams, įleidimo ir išleidimo vožtuvams gaminti naudojama „AM Technology“. Šių prototipinių dalių gamintoja „Senior Flexonics“ tiria kitus 3D spausdinimo panaudojimo būdus savo įmonėje.
Turėdami tai omenyje, medžiagų, programinės įrangos ir mašinų kūrėjai sunkiai dirba, kad sukurtų produktus, kurie tai įgalintų. Medžiagų gamintojai siekia sukurti miltelius ir plastikus, kurie galėtų pakartotinai atitikti našumo lūkesčius. Programinės įrangos kūrėjai bando išplėsti savo medžiagų duomenų bazes, kad modeliavimas būtų realesnis. Mašinų gamintojai projektuoja ląsteles, kurios veikia greičiau ir turi didesnius gamybos diapazonus, kad vienu metu galėtų pagaminti daugiau dalių. Dar reikia daug nuveikti, tačiau daug džiaugsmo kelia pridėtinės gamybos ateitis realioje gamyboje.
„Šioje pramonės šakoje dirbu jau 20 metų ir per tą laiką nuolat girdėjau: „Netrukus šią technologiją pritaikysime gamybos aplinkoje.“ Taigi laukėme ir laukėme“, – sakė UL priedinės gamybos kompetencijų centro direktorius Paulas Batesas, priedinės gamybos naudotojų grupės vadovas ir prezidentas. „Tačiau manau, kad pagaliau pasiekiame tašką, kai viskas susilieja ir tai vyksta.“
Danas Davisas yra didžiausio tiražo metalo apdirbimo ir formavimo žurnalo „The FABRICATOR“ ir jo seserinių leidinių „STAMPING Journal“, „Tube & Pipe Journal“ bei „The Welder“ vyriausiasis redaktorius. Jis dirba šiuose leidiniuose nuo 2002 m. balandžio mėn.
Priedų ataskaitoje daugiausia dėmesio skiriama priedų gamybos technologijų naudojimui realioje gamyboje. Šiandien gamintojai naudoja 3D spausdinimą įrankiams ir įrangai gaminti, o kai kurie netgi naudoja adityviąją gamybą didelio masto gamybai. Jų istorijos bus pristatytos čia.