Читава шасија аутомобила компаније Divergent3D је штампана 3Д техником. Јавности је представљена на штанду компаније SLM Solutions на сајму Formnext 2018 у Франкфурту, у Немачкој, од 13. до 16. новембра.
Ако имате било какво практично знање о адитивној производњи (АМ), вероватно сте упознати са млазницама за 3Д штампање за Џенерал Електрик платформу млазног мотора Leap. Пословна штампа прати ову причу од 2012. године, јер је то заиста био први добро објављени случај адитивне производње у акцији у стварном производном окружењу.
Једноделне млазнице за гориво замењују оно што је некада био склоп од 20 делова. Такође је морао имати робустан дизајн јер је био изложен температурама и до 2.400 степени Фаренхајта унутар млазног мотора. Део је добио сертификат за лет 2016. године.
Данас, компанија GE Aviation наводно има више од 16.000 обавеза за своје Leap моторе. Због велике потражње, компанија је известила да је одштампала своју 30.000. 3D штампану млазницу за гориво у јесен 2018. године. GE Aviation производи ове делове у Оберну, Алабама, где користи више од 40 металних 3D штампача за производњу делова. GE Aviation извештава да сваки Leap мотор има 19 3D штампаних млазница за гориво.
Званичници компаније GE су можда уморни од разговора о млазницама за гориво, али је то отворило пут успеху компаније у области адитивне производње. У ствари, сви састанци о дизајну нових мотора заправо почињу дискусијом о томе како укључити адитивну производњу у напоре развоја производа. На пример, нови мотор GE 9X који је тренутно у фази сертификације има 28 млазница за гориво и 3Д штампани мешач сагоревања. У другом примеру, GE Aviation редизајнира турбопроп мотор, који је скоро истог дизајна већ око 50 година, и имаће 12 3Д штампаних делова који помажу у смањењу тежине мотора за 5 процената.
„Оно што радимо последњих неколико година јесте да учимо да правимо заиста велике адитивно произведене делове“, рекао је Ерик Гатлин, шеф тима за адитивну производњу у компанији GE Aviation, обраћајући се окупљенима на штанду компаније на сајму Formnext 2018 у Франкфурту, у Немачкој, почетком новембра.
Гетлин је наставио да прихватање адитивне производње назива „променом парадигме“ за Џенерал Електрик Авијацију. Међутим, његова компанија није сама. Излагачи на Формнексту су приметили да је на овогодишњем сајму било више произвођача (произвођача оригиналне опреме и произвођача првог нивоа) него икада раније. (Званичници сајма су известили да је догађају присуствовало 26.919 људи, што је повећање од 25% у односу на Формнекс 2017. године.) Док произвођачи ваздухопловне опреме предводе напоре да адитивна производња постане стварност у производним погонима, аутомобилске и транспортне компаније се на технологију гледа на нови начин. Много озбиљнији начин.
На конференцији за новинаре компаније Formnext, виши потпредседник компаније Ultimaker, Пол Хајден, поделио је детаље о томе како је Форд користио своје 3Д штампаче у својој фабрици у Келну, у Немачкој, за израду производних алата за Форд Фокус. Рекао је да је компанија уштедела око 1.000 евра по алату за штампање у поређењу са куповином истог алата од спољног добављача.
Ако се инжењери производње суоче са потребом за алатима, могу да учитају дизајн у софтвер за 3Д ЦАД моделирање, дораде га, пошаљу га на штампач и одштампају га у року од неколико сати. Напредак у софтверу, као што је укључивање више врста материјала, помогао је да алати за дизајн буду лакши, тако да чак и „необучени“ могу да раде кроз софтвер, рекао је Хајден.
Пошто је Форд у могућности да демонстрира корисност 3Д штампаних алата и уређаја, Хајден је рекао да је следећи корак за компанију решавање проблема залиха резервних делова. Уместо складиштења стотина делова, 3Д штампачи ће се користити за њихово штампање како се наручују. Одатле се очекује да ће Форд видети какав утицај технологија може имати на производњу делова.
Друге аутомобилске компаније већ користе алате за 3Д штампање на маштовите начине. Ultimaker даје примере алата које Volkswagen користи у својој фабрици у Палмели, у Португалу:
Произведен на Ultimaker 3D штампачу, алат се користи за вођење постављања вијака током постављања точкова у фабрици за монтажу Фолксвагена у Португалу.
Када је у питању редефинисање производње аутомобила, други размишљају много шире. Кевин Чингер из Divergent3D је један од њих.
Цингер жели да преиспита начин на који се аутомобили граде. Жели да створи нови приступ користећи напредно компјутерско моделирање и адитивну производњу како би створио шасије које су лакше од традиционалних рамова, садрже мање делова, пружају веће перформансе и јефтиније за производњу. Дивергент3Д је представио своје 3Д штампане шасије на штанду СЛМ Солушнс Груп АГ на Формнексту.
Шасија одштампана на машини SLM 500 састоји се од самофиксирајућих чворова који се сви спајају након штампања. Званичници компаније Divergent3D кажу да би овај приступ дизајну и склапању шасије могао да уштеди 250 милиона долара елиминисањем трошкова алата и смањењем броја делова за 75 процената.
Компанија се нада да ће у будућности продати ову врсту производне јединице произвођачима аутомобила. Divergent3D и SLM су формирали блиско стратешко партнерство како би постигли овај циљ.
Компанија „Senior Flexonics“ није добро позната јавности, али је главни добављач компоненти компанијама у аутомобилској, дизел, медицинској, нафтној и гасној индустрији и индустрији производње електричне енергије. Представници компаније састали су се са компанијом „GKN Powder Metallurgy“ прошле године како би разговарали о могућностима 3Д штампања, а њих двојица су поделили своје приче о успеху на конференцији „Formnext 2018“.
Компоненте редизајниране да би искористиле предности адитивне производње (AM) су усисни и издувни вентили за хладњаке рециркулације издувних гасова за примену у комерцијалним камионима, како на путевима тако и ван њих. Компанија Advanced Flexonics је заинтересована да види да ли постоје ефикаснији начини за креирање прототипова који могу да издрже тестирање у стварним условима и евентуално масовну производњу. Са вишегодишњим знањем о производњи делова за аутомобилске и индустријске примене, GKN има дубинско разумевање функционалне порозности металних делова.
Ово последње је важно јер многи инжењери верују да делови за одређене примене у индустријским возилима захтевају густину од 99%. У многим од ових примена, то није случај, према речима извршног директора компаније EOS, Адријана Кеплера, што потврђује и добављач машинске технологије и партнер.
Након развоја и тестирања делова направљених од EOS нерђајућег челика 316L VPro, компанија Senior Flexonics је открила да адитивно произведени делови испуњавају своје циљеве перформанси и да се могу производити брже од ливених делова. На пример, портал се може 3Д штампати за 70% времена у поређењу са процесом ливења. На конференцији за новинаре, све стране укључене у пројекат су потврдиле да ово има велики потенцијал за будућу серијску производњу.
„Морате преиспитати како се делови праве“, рекао је Кеплер. „Морате другачије гледати на производњу. Ово нису одливци или отковци.“
За многе у индустрији адитива, свети грал је видети како технологија добија широку примену у окружењима велике производње. У очима многих, ово би представљало потпуно прихватање.
AM технологија се користи за производњу ових улазних и излазних вентила за хладњаке рециркулације издувних гасова за комерцијалне камионе. Произвођач ових прототипских делова, Senior Flexonics, истражује друге примене 3Д штампања унутар своје компаније.
Имајући ово у виду, програмери материјала, софтвера и машина вредно раде на испоруци производа који то омогућавају. Произвођачи материјала желе да створе прахове и пластику који могу да испуне очекивања у погледу перформанси на поновљив начин. Програмери софтвера покушавају да прошире своје базе података о материјалима како би симулације биле реалније. Произвођачи машина пројектују ћелије које раде брже и имају веће производне опсеге како би примиле више делова одједном. Посао још увек треба да се уради, али постоји велико узбуђење око будућности адитивне производње у стварној производњи.
„У овој индустрији сам 20 година и током тог времена сам стално чуо: 'Ускоро ћемо ову технологију применити у производном окружењу.' Зато смо чекали и чекали“, рекао је директор Центра за компетенције адитивне производње на Универзитету Луис-Ајленд. Пол Бејтс, менаџер и председник Корисничке групе за адитивну производњу, рекао је: „Али мислим да коначно долазимо до тачке где се све конвергира и то се дешава.“
Ден Дејвис је главни уредник часописа The FABRICATOR, најтиражнијег часописа у индустрији за израду и обликовање метала, и његових сестринских публикација, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal и The Welder. Ради на овим публикацијама од априла 2002. године.
Извештај о адитивној производњи фокусира се на употребу технологија адитивне производње у стварној производњи. Произвођачи данас користе 3Д штампање за израду алата и прибора, а неки чак користе и адитивну производњу за производњу великих количина. Њихове приче биће представљене овде.