डायव्हर्जंट3D ची संपूर्ण कार चेसिस 3D प्रिंटेड आहे. 13 ते 16 नोव्हेंबर दरम्यान जर्मनीतील फ्रँकफर्ट येथे झालेल्या फॉर्मनेक्स्ट 2018 मध्ये SLM सोल्युशन्सच्या बूथवर तिचे सार्वजनिक पदार्पण झाले.
जर तुम्हाला ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (AM) चे थोडेफार ज्ञान असेल, तर तुम्ही GE च्या लीप जेट इंजिन प्लॅटफॉर्मसाठी नोझल्सच्या ३डी प्रिंटिंगशी परिचित असाल. व्यावसायिक माध्यमे २०१२ पासून या बातमीचे वार्तांकन करत आहेत, कारण प्रत्यक्ष उत्पादन परिस्थितीत AM च्या वापराचे हे पहिलेच सुप्रसिद्ध प्रकरण होते.
पूर्वीच्या २० भागांच्या असेंब्लीऐवजी आता एक-पीस इंधन नोझल वापरले जातात. त्याची रचना मजबूत असणे आवश्यक होते, कारण जेट इंजिनच्या आत त्याला २,४०० अंश फॅरेनहाइट इतक्या उच्च तापमानाचा सामना करावा लागत असे. या भागाला २०१६ मध्ये उड्डाण प्रमाणपत्र मिळाले.
आज, जीई एव्हिएशनकडे त्यांच्या लीप इंजिनसाठी १६,००० हून अधिक ऑर्डर्स असल्याचे वृत्त आहे. प्रचंड मागणीमुळे, कंपनीने २०१८ च्या शरद ऋतूमध्ये आपले ३०,००० वे ३डी प्रिंटेड इंधन नोझल प्रिंट केल्याचे कळवले. जीई एव्हिएशन हे भाग ऑबर्न, अलाबामा येथे तयार करते, जिथे ते भागांच्या उत्पादनासाठी ४० हून अधिक मेटल ३डी प्रिंटर्स चालवते. जीई एव्हिएशनच्या अहवालानुसार, प्रत्येक लीप इंजिनमध्ये १९ ३डी-प्रिंटेड इंधन नोझल्स असतात.
जीईचे अधिकारी कदाचित इंधन नोझल्सबद्दल बोलून थकत असतील, पण त्यामुळेच कंपनीच्या एएम (ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग) यशाचा मार्ग मोकळा झाला. खरं तर, सर्व नवीन इंजिन डिझाइन बैठका उत्पादन विकासाच्या प्रयत्नांमध्ये ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगचा समावेश कसा करायचा यावरील चर्चेनेच सुरू होतात. उदाहरणार्थ, सध्या प्रमाणिकरणाच्या प्रक्रियेतून जात असलेल्या नवीन जीई ९एक्स (GE 9X) इंजिनमध्ये २८ इंधन नोझल्स आणि एक ३डी प्रिंटेड कम्बशन मिक्सर आहे. दुसऱ्या एका उदाहरणात, जीई एव्हिएशन एका टर्बोप्रॉप इंजिनची पुनर्रचना करत आहे, जे सुमारे ५० वर्षांपासून जवळपास त्याच डिझाइनचे आहे, आणि त्यात १२ ३डी-प्रिंटेड भाग असतील जे इंजिनचे वजन ५ टक्क्यांनी कमी करण्यास मदत करतील.
“गेल्या काही वर्षांपासून आम्ही खूप मोठे ॲडिटिव्हली मॅन्युफॅक्चर्ड भाग बनवायला शिकत आहोत,” असे जीई एव्हिएशनच्या ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग टीमचे प्रमुख एरिक गॅटलिन यांनी नोव्हेंबरच्या सुरुवातीला जर्मनीतील फ्रँकफर्ट येथे फॉर्मनेक्स्ट 2018 मध्ये कंपनीच्या बूथवर जमलेल्या लोकांना संबोधित करताना सांगितले.
गॅटलिन यांनी जीई एव्हिएशनसाठी ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगचा (AM) स्वीकार हा एक “आदर्श बदल” असल्याचे म्हटले. तथापि, त्यांची कंपनी एकटी नाही. फॉर्मनेक्स्टमधील प्रदर्शकांनी नमूद केले की, या वर्षीच्या प्रदर्शनात पूर्वीपेक्षा अधिक उत्पादक (ओईएम आणि टियर १) उपस्थित होते. (ट्रेड शोच्या अधिकाऱ्यांनी सांगितले की या कार्यक्रमाला २६,९१९ लोकांनी हजेरी लावली, जी २०१७ च्या फॉर्मनेक्स्टपेक्षा २५ टक्के अधिक आहे.) जरी एरोस्पेस उत्पादकांनी ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगला प्रत्यक्ष उत्पादन स्थळी प्रत्यक्षात आणण्यासाठी पुढाकार घेतला असला तरी, ऑटोमोटिव्ह आणि वाहतूक कंपन्या या तंत्रज्ञानाकडे एका नवीन दृष्टिकोनातून पाहत आहेत. एका अधिक गंभीर दृष्टिकोनातून.
फॉर्मनेक्स्टच्या पत्रकार परिषदेत, अल्टिमेकरचे वरिष्ठ उपाध्यक्ष पॉल हेडन यांनी फोर्डने जर्मनीतील कोलोन येथील आपल्या प्लांटमध्ये फोर्ड फोकससाठी उत्पादन साधने तयार करण्याकरिता कंपनीच्या ३डी प्रिंटर्सचा कसा वापर केला, याचा तपशील दिला. त्यांनी सांगितले की, बाहेरच्या पुरवठादाराकडून तेच साधन विकत घेण्याच्या तुलनेत कंपनीने प्रत्येक प्रिंट टूलमागे सुमारे १,००० युरोची बचत केली.
जर मॅन्युफॅक्चरिंग इंजिनिअर्सना साधनांची गरज भासली, तर ते 3D CAD मॉडेलिंग सॉफ्टवेअरमध्ये डिझाइन लोड करू शकतात, डिझाइनला अंतिम स्वरूप देऊ शकतात, प्रिंटरवर पाठवू शकतात आणि काही तासांत ते प्रिंट करून घेऊ शकतात. सॉफ्टवेअरमधील प्रगतीमुळे, जसे की अधिक प्रकारच्या सामग्रीचा समावेश केल्यामुळे, डिझाइन साधने अधिक सोपी झाली आहेत, त्यामुळे 'अप्रशिक्षित' व्यक्तीसुद्धा सॉफ्टवेअर वापरू शकतात, असे हेडन म्हणाले.
फोर्डने ३डी-प्रिंटेड साधने आणि फिक्स्चरची उपयुक्तता दाखवून दिल्यानंतर, कंपनीसाठी पुढचे पाऊल म्हणजे सुटे भागांच्या साठ्याची समस्या सोडवणे आहे, असे हेडन म्हणाले. शेकडो भाग साठवून ठेवण्याऐवजी, ऑर्डर आल्यावर ते प्रिंट करण्यासाठी ३डी प्रिंटरचा वापर केला जाईल. यानंतर, भागांच्या उत्पादनावर या तंत्रज्ञानाचा काय परिणाम होऊ शकतो, हे फोर्डला पाहण्याची अपेक्षा आहे.
इतर वाहन कंपन्या आधीपासूनच कल्पक मार्गांनी ३डी प्रिंटिंग साधनांचा वापर करत आहेत. पोर्तुगालमधील पाल्मेला येथील आपल्या कारखान्यात फोक्सवॅगन वापरत असलेल्या साधनांची उदाहरणे अल्टिमेकरने दिली आहेत:
अल्टिमेकर ३डी प्रिंटरवर तयार केलेले हे साधन, पोर्तुगालमधील फोक्सवॅगनच्या असेंब्ली प्लांटमध्ये चाके बसवताना बोल्ट योग्य जागी बसवण्यासाठी मार्गदर्शन करण्याकरिता वापरले जाते.
जेव्हा कार निर्मितीला नव्याने परिभाषित करण्याचा प्रश्न येतो, तेव्हा इतर जण खूप मोठा विचार करत आहेत. डायव्हर्जंट3D चे केविन झिंगर हे त्यापैकीच एक आहेत.
झिंगर यांना गाड्या बनवण्याच्या पद्धतीवर पुनर्विचार करायचा आहे. त्यांना प्रगत कॉम्प्युटर मॉडेलिंग आणि एएम (AM) वापरून एक नवीन दृष्टिकोन तयार करायचा आहे, ज्याद्वारे पारंपरिक फ्रेमपेक्षा हलक्या, कमी भागांच्या, उच्च कार्यक्षमता देणाऱ्या आणि कमी उत्पादन खर्चाच्या चेसिस तयार करता येतील. डायव्हर्जंट3D ने फॉर्मनेक्स्टमधील एसएलएम सोल्युशन्स ग्रुप एजीच्या बूथवर आपल्या 3D प्रिंटेड चेसिसचे प्रदर्शन केले.
SLM 500 मशीनवर प्रिंट केलेल्या चेसिसमध्ये स्वतःहून जुळणारे नोड्स असतात, जे प्रिंटिंगनंतर एकमेकांमध्ये व्यवस्थित बसतात. डायव्हर्जेंट3D च्या अधिकाऱ्यांच्या मते, चेसिस डिझाइन आणि असेंब्लीच्या या पद्धतीमुळे टूलिंगचा खर्च कमी होऊन आणि भागांची संख्या ७५ टक्क्यांनी कमी होऊन २५० दशलक्ष डॉलर्सची बचत होऊ शकते.
भविष्यात वाहन उत्पादकांना अशा प्रकारचे उत्पादन युनिट विकण्याची कंपनीला आशा आहे. हे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी डायव्हर्जेंट3D आणि SLM यांनी घनिष्ठ धोरणात्मक भागीदारी केली आहे.
सिनियर फ्लेक्सोनिक्स ही कंपनी जनतेला फारशी परिचित नाही, परंतु ती ऑटोमोटिव्ह, डिझेल, वैद्यकीय, तेल आणि वायू, आणि ऊर्जा निर्मिती उद्योगांमधील कंपन्यांना घटक पुरवणारी एक प्रमुख कंपनी आहे. कंपनीच्या प्रतिनिधींनी गेल्या वर्षी 3D प्रिंटिंगच्या शक्यतांवर चर्चा करण्यासाठी GKN पावडर मेटलर्जीची भेट घेतली आणि दोघांनी फॉर्मनेक्स्ट 2018 मध्ये त्यांच्या यशोगाथा सांगितल्या.
AM चा फायदा घेण्यासाठी पुनर्रचित केलेल्या घटकांमध्ये, ऑन-हायवे आणि ऑफ-हायवे दोन्ही प्रकारच्या व्यावसायिक ट्रक ॲप्लिकेशन्ससाठी असलेल्या एक्झॉस्ट गॅस रीसर्क्युलेशन कूलर्सचे इनटेक आणि एक्झॉस्ट व्हॉल्व्ह यांचा समावेश आहे. ॲडव्हान्स्ड फ्लेक्सोनिक्स हे पाहण्यास उत्सुक आहेत की, असे प्रोटोटाइप तयार करण्याचे अधिक कार्यक्षम मार्ग आहेत का, जे प्रत्यक्ष चाचणी आणि शक्यतो मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादनाला तोंड देऊ शकतील. ऑटोमोटिव्ह आणि औद्योगिक ॲप्लिकेशन्ससाठी पार्ट्स तयार करण्याच्या अनेक वर्षांच्या अनुभवामुळे, GKN ला धातूच्या भागांच्या कार्यात्मक सच्छिद्रतेची सखोल माहिती आहे.
दुसरी बाब महत्त्वाची आहे कारण अनेक अभियंत्यांचा असा विश्वास आहे की विशिष्ट औद्योगिक वाहनांच्या वापरासाठी लागणाऱ्या भागांना ९९% घनतेची आवश्यकता असते. ईओएसचे सीईओ एड्रियन केप्लर यांच्या मते, यापैकी बऱ्याच वापरांमध्ये तसे नसते, ज्याला मशीन तंत्रज्ञान पुरवठादार आणि भागीदार कंपनीने दुजोरा दिला आहे.
EOS StainlessSteel 316L VPro मटेरियलपासून बनवलेल्या भागांचा विकास आणि चाचणी केल्यानंतर, सीनियर फ्लेक्सोनिक्सला असे आढळून आले की ॲडिटिव्हली मॅन्युफॅक्चर्ड भागांनी त्यांच्या कामगिरीची उद्दिष्ट्ये पूर्ण केली आणि ते कास्ट केलेल्या भागांपेक्षा अधिक वेगाने तयार केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, कास्टिंग प्रक्रियेच्या तुलनेत पोर्टल ७०% कमी वेळेत ३डी प्रिंट केले जाऊ शकते. पत्रकार परिषदेत, या प्रकल्पात सहभागी असलेल्या सर्व पक्षांनी मान्य केले की भविष्यातील मालिका उत्पादनासाठी यात मोठी क्षमता आहे.
“भाग कसे बनवले जातात याचा तुम्हाला पुनर्विचार करावा लागेल,” केप्लर म्हणाले. “तुम्हाला उत्पादन प्रक्रियेकडे वेगळ्या दृष्टीने पाहावे लागेल. हे कास्टिंग किंवा फोर्जिंग नाहीत.”
एएम उद्योगातील अनेकांसाठी, मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन होणाऱ्या वातावरणात या तंत्रज्ञानाचा व्यापक स्वीकार होणे, हेच अंतिम ध्येय आहे. अनेकांच्या मते, हेच संपूर्ण स्वीकृतीचे प्रतीक असेल.
व्यावसायिक ट्रकसाठीच्या एक्झॉस्ट गॅस रीसर्क्युलेशन कुलर्सचे हे इनलेट आणि आउटलेट व्हॉल्व्ह तयार करण्यासाठी एएम तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो. या प्रोटोटाइप भागांची निर्मिती करणारी कंपनी, सिनियर फ्लेक्सोनिक्स, आपल्या कंपनीमध्ये ३डी प्रिंटिंगच्या इतर उपयोगांचा शोध घेत आहे.
हे लक्षात घेऊन, मटेरियल, सॉफ्टवेअर आणि मशीन डेव्हलपर्स अशी उत्पादने देण्यासाठी कठोर परिश्रम करत आहेत, जी हे शक्य करतील. मटेरियल उत्पादक अशा पावडर आणि प्लॅस्टिक्स तयार करण्याचा प्रयत्न करत आहेत, जे कामगिरीच्या अपेक्षा वारंवार पूर्ण करू शकतील. सॉफ्टवेअर डेव्हलपर्स सिम्युलेशन्स अधिक वास्तववादी बनवण्यासाठी त्यांचे मटेरियल डेटाबेस विस्तारण्याचा प्रयत्न करत आहेत. मशीन निर्माते असे सेल्स डिझाइन करत आहेत जे अधिक वेगाने चालतील आणि ज्यांची उत्पादन क्षमता मोठी असेल, जेणेकरून एकाच वेळी अधिक पार्ट्स तयार करता येतील. अजूनही बरेच काम करायचे आहे, परंतु प्रत्यक्ष उत्पादनातील ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंगच्या भविष्याबद्दल खूप उत्साह आहे.
"मी या उद्योगात २० वर्षे आहे, आणि त्या काळात मी सतत ऐकत होतो की, 'आम्ही हे तंत्रज्ञान लवकरच उत्पादन वातावरणात आणणार आहोत.' त्यामुळे आम्ही वाट पाहतच राहिलो," असे UL च्या ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग कॉम्पिटन्सी सेंटरचे संचालक आणि ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग युझर ग्रुपचे व्यवस्थापक व अध्यक्ष पॉल बेट्स म्हणाले. "पण मला वाटते की आपण अखेर त्या टप्प्यावर पोहोचत आहोत जिथे सर्व काही एकत्र येत आहे आणि ते प्रत्यक्षात घडत आहे."
डॅन डेव्हिस हे उद्योगातील सर्वाधिक खपाचे मेटल फॅब्रिकेशन आणि फॉर्मिंग मासिक 'द फॅब्रिकेटर' आणि त्याच्या भगिनी प्रकाशने 'स्टॅम्पिंग जर्नल', 'ट्यूब अँड पाईप जर्नल' व 'द वेल्डर' यांचे मुख्य संपादक आहेत. ते एप्रिल २००२ पासून या प्रकाशनांवर काम करत आहेत.
ॲडिटिव्ह अहवाल प्रत्यक्ष उत्पादनामध्ये ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरावर लक्ष केंद्रित करतो. आज उत्पादक टूल्स आणि फिक्स्चर बनवण्यासाठी ३डी प्रिंटिंगचा वापर करत आहेत, आणि काही जण तर मोठ्या प्रमाणातील उत्पादन कार्यासाठीही एएमचा वापर करत आहेत. त्यांच्या कथा येथे सादर केल्या जातील.