Keseluruhan casis kereta Divergent3D dicetak 3D. Ia membuat penampilan sulungnya di gerai SLM Solutions di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman, dari 13 hingga 16 November.
Jika anda mempunyai pengetahuan tentang pembuatan bahan tambahan (AM), anda mungkin biasa dengan muncung percetakan 3D untuk platform enjin jet Leap GE. Akhbar perniagaan telah membuat liputan tentang kisah ini sejak tahun 2012, kerana ia sememangnya kes AM pertama yang dihebahkan dengan baik dalam suasana pengeluaran dunia sebenar.
Muncung bahan api satu bahagian menggantikan apa yang dahulunya merupakan pemasangan 20 bahagian. Ia juga perlu mempunyai reka bentuk yang teguh kerana ia terdedah kepada suhu setinggi 2,400 darjah Fahrenheit di dalam enjin jet. Bahagian tersebut menerima pensijilan penerbangan pada tahun 2016.
Hari ini, GE Aviation dilaporkan mempunyai lebih daripada 16,000 komitmen untuk enjin Leapnya. Disebabkan permintaan yang tinggi, syarikat itu melaporkan bahawa ia telah mencetak muncung bahan api bercetak 3D ke-30,000 pada musim luruh tahun 2018. GE Aviation mengeluarkan bahagian-bahagian ini di Auburn, Alabama, di mana ia mengendalikan lebih daripada 40 pencetak 3D logam untuk pengeluaran bahagian. GE Aviation melaporkan bahawa setiap enjin Leap mempunyai 19 muncung bahan api bercetak 3D.
Pegawai GE mungkin sudah bosan bercakap tentang muncung bahan api, tetapi ia membuka jalan kepada kejayaan AM syarikat. Malah, semua mesyuarat reka bentuk enjin baharu sebenarnya bermula dengan perbincangan tentang cara menggabungkan pembuatan bahan tambahan ke dalam usaha pembangunan produk. Contohnya, enjin GE 9X baharu yang sedang menjalani pensijilan mempunyai 28 muncung bahan api dan pengadun pembakaran bercetak 3D. Dalam contoh lain, GE Aviation sedang mereka bentuk semula enjin turboprop, yang telah mempunyai reka bentuk yang hampir sama selama kira-kira 50 tahun, dan akan mempunyai 12 bahagian bercetak 3D yang membantu mengurangkan berat enjin sebanyak 5 peratus.
“Apa yang telah kami lakukan sejak beberapa tahun lalu ialah belajar membuat bahagian yang dihasilkan secara tambahan dengan saiz yang sangat besar,” kata Eric Gatlin, ketua pasukan pembuatan bahan tambahan di GE Aviation, berucap kepada orang ramai yang berkumpul di gerai syarikat itu di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman, awal November.
Gatlin seterusnya menggelarkan penerimaan AM sebagai "anjakan paradigma" untuk GE Aviation. Walau bagaimanapun, syarikatnya tidak bersendirian. Peserta pameran di Formnext menyatakan bahawa terdapat lebih ramai pengeluar (OEM dan Tahap 1) di pameran tahun ini berbanding sebelum ini. (Pegawai pameran perdagangan melaporkan 26,919 orang menghadiri acara tersebut, peningkatan 25 peratus daripada Formnext 2017.) Walaupun pengeluar aeroangkasa telah menerajui usaha untuk menjadikan pembuatan bahan tambahan satu kenyataan di tingkat bengkel, teknologi ini dilihat dengan cara yang baharu. Dengan cara yang jauh lebih serius.
Pada sidang akhbar Formnext, Naib Presiden Kanan Ultimaker, Paul Heiden, berkongsi butiran tentang bagaimana Ford menggunakan pencetak 3D syarikat itu di kilangnya di Cologne, Jerman, untuk mencipta alat pengeluaran untuk Ford Focus. Beliau berkata syarikat itu menjimatkan kira-kira 1,000 euro setiap alat cetak berbanding membeli alat yang sama daripada pembekal luar.
Jika jurutera pembuatan berhadapan dengan keperluan untuk alatan, mereka boleh memuatkan reka bentuk ke dalam perisian pemodelan CAD 3D, menggilap reka bentuk, menghantarnya ke pencetak dan mencetaknya dalam beberapa jam. Kemajuan dalam perisian, seperti menggabungkan lebih banyak jenis bahan, telah membantu menjadikan alatan reka bentuk lebih mudah, jadi "yang tidak terlatih" pun boleh bekerja melalui perisian tersebut, kata Heiden.
Dengan Ford dapat menunjukkan kegunaan alat dan lekapan bercetak 3D, Heiden berkata langkah seterusnya untuk syarikat itu adalah menangani masalah inventori alat ganti. Daripada menyimpan ratusan alat ganti, pencetak 3D akan digunakan untuk mencetaknya mengikut pesanan. Dari situ, Ford dijangka dapat melihat jenis impak yang boleh diberikan oleh teknologi ini dalam menghasilkan alat ganti.
Syarikat automotif lain sudah pun menggabungkan alat percetakan 3D dengan cara yang imaginatif. Ultimaker menyediakan contoh alat yang digunakan oleh Volkswagen di kilangnya di Palmela, Portugal:
Dihasilkan pada pencetak 3D Ultimaker, alat ini digunakan untuk membimbing penempatan bolt semasa penempatan roda di kilang pemasangan Volkswagen di Portugal.
Apabila melibatkan pentakrifan semula pembuatan kereta, orang lain berfikir jauh lebih besar. Kevin Czinger dari Divergent3D adalah salah seorang daripadanya.
Czinger ingin memikirkan semula cara kereta dibina. Beliau ingin mencipta pendekatan baharu menggunakan pemodelan komputer canggih dan AM untuk mencipta casis yang lebih ringan daripada bingkai tradisional, mengandungi lebih sedikit bahagian, memberikan prestasi yang lebih tinggi dan lebih murah untuk dihasilkan. Divergent3D mempamerkan casis bercetak 3Dnya di reruai SLM Solutions Group AG di Formnext.
Casis yang dicetak pada mesin SLM 500 terdiri daripada nod penetapan sendiri yang semuanya dipasang bersama selepas dicetak. Pegawai Divergent3D mengatakan pendekatan ini terhadap reka bentuk dan pemasangan casis dapat menjimatkan $250 juta dalam menghapuskan kos perkakas dan mengurangkan alat ganti sebanyak 75 peratus.
Syarikat itu berharap dapat menjual unit pembuatan jenis ini kepada pengeluar kereta pada masa hadapan. Divergent3D dan SLM telah membentuk perkongsian strategik yang rapat untuk mencapai matlamat ini.
Senior Flexonics bukanlah sebuah syarikat yang dikenali ramai, tetapi ia merupakan pembekal utama komponen kepada syarikat-syarikat dalam industri automotif, diesel, perubatan, minyak dan gas serta penjanaan kuasa. Wakil syarikat telah bertemu dengan GKN Powder Metalurgi tahun lepas untuk membincangkan kemungkinan percetakan 3D dan kedua-duanya berkongsi kisah kejayaan mereka di Formnext 2018.
Komponen yang direka bentuk semula untuk memanfaatkan AM ialah injap pengambilan dan ekzos untuk penyejuk peredaran semula gas ekzos untuk aplikasi trak komersial, di atas dan di luar lebuh raya. Advanced Flexonics berminat untuk melihat sama ada terdapat cara yang lebih cekap untuk mencipta prototaip yang boleh menahan ujian dunia sebenar dan mungkin pengeluaran besar-besaran. Dengan pengetahuan bertahun-tahun dalam menghasilkan alat ganti untuk aplikasi automotif dan perindustrian, GKN mempunyai pemahaman yang mendalam tentang keliangan fungsian bahagian logam.
Yang terakhir ini penting kerana ramai jurutera percaya bahawa alat ganti untuk aplikasi kenderaan perindustrian tertentu memerlukan ketumpatan 99%. Dalam kebanyakan aplikasi ini, itu bukanlah kesnya, menurut Ketua Pegawai Eksekutif EOS, Adrian Keppler, yang disahkan oleh penyedia teknologi mesin dan rakan kongsi itu.
Selepas membangunkan dan menguji bahagian yang diperbuat daripada bahan EOS Stainless Steel 316L VPro, Senior Flexonics mendapati bahawa bahagian yang dihasilkan secara tambahan memenuhi matlamat prestasi mereka dan boleh dihasilkan lebih cepat daripada bahagian yang dituang. Contohnya, portal boleh dicetak 3D dalam 70% masa berbanding proses penuangan. Pada sidang akhbar, semua pihak yang terlibat dalam projek itu mengakui bahawa ini mempunyai potensi yang besar untuk pengeluaran siri masa hadapan.
“Anda perlu memikirkan semula cara bahagian dibuat,” kata Kepler. “Anda perlu melihat pembuatan secara berbeza. Ini bukan tuangan atau tempaan.”
Bagi kebanyakan orang dalam industri AM, takdirnya ialah teknologi ini semakin diterima pakai secara meluas dalam persekitaran pembuatan bervolum tinggi. Pada pandangan ramai, ini mewakili penerimaan sepenuhnya.
Teknologi AM digunakan untuk menghasilkan injap masuk dan keluar ini untuk penyejuk peredaran semula gas ekzos bagi aplikasi trak komersial. Pembuat bahagian prototaip ini, Senior Flexonics, sedang menyiasat kegunaan lain untuk pencetakan 3D dalam syarikatnya.
Dengan ini, pembangun bahan, perisian dan mesin sedang berusaha keras untuk menghasilkan produk yang membolehkannya. Pengilang bahan sedang berusaha untuk menghasilkan serbuk dan plastik yang dapat memenuhi jangkaan prestasi dengan cara yang boleh diulang. Pembangun perisian sedang berusaha mengembangkan pangkalan data bahan mereka untuk menjadikan simulasi lebih realistik. Pembina mesin sedang mereka bentuk sel yang berjalan lebih pantas dan mempunyai julat pengeluaran yang lebih besar untuk menampung lebih banyak bahagian sekaligus. Kerja masih perlu dilakukan, tetapi terdapat banyak keterujaan tentang masa depan pembuatan bahan tambahan dalam pembuatan dunia sebenar.
“Saya telah berada dalam industri ini selama 20 tahun, dan sepanjang tempoh itu, saya asyik mendengar, 'Kami bakal menggunakan teknologi ini dalam persekitaran pengeluaran.' Jadi kami menunggu dan menunggu,” kata Pengarah Pusat Kecekapan Pembuatan Aditif UL. kata Paul Bates, Pengurus dan Presiden Kumpulan Pengguna Pembuatan Aditif. “Tetapi saya fikir kami akhirnya sampai ke tahap di mana semuanya sedang bertemu dan ia sedang berlaku.”
Dan Davis ialah ketua editor The FABRICATOR, majalah fabrikasi dan pembentukan logam edaran terbesar dalam industri, dan penerbitan saudaranya, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal dan The Welder. Beliau telah mengusahakan penerbitan ini sejak April 2002.
Laporan Aditif memberi tumpuan kepada penggunaan teknologi pembuatan aditif dalam pembuatan dunia sebenar. Pengilang hari ini menggunakan percetakan 3D untuk membuat alat dan lekapan, dan ada juga yang menggunakan AM untuk kerja pengeluaran volum tinggi. Kisah mereka akan dibentangkan di sini.