Divergent3D'nin otomobil şasisinin tamamı 3D yazıcıda üretilmiştir. Bu araç, 13-16 Kasım tarihleri ​​arasında Almanya'nın Frankfurt şehrinde düzenlenen Formnext 2018 fuarında SLM Solutions standında halka tanıtılmıştır.
Katmanlı üretim (AM) konusunda biraz bilginiz varsa, GE'nin Leap jet motor platformu için 3 boyutlu yazıcıyla üretilen nozulları muhtemelen biliyorsunuzdur. İş dünyası basını bu olayı 2012'den beri takip ediyor, çünkü bu, gerçek bir üretim ortamında AM'nin ilk kez geniş yankı uyandıran bir örneğiydi.
Tek parça yakıt nozulları, eskiden 20 parçadan oluşan bir düzeneğin yerini alıyor. Ayrıca, jet motorunun içinde 2400 derece Fahrenheit'e kadar çıkan sıcaklıklara maruz kaldığı için sağlam bir tasarıma sahip olması gerekiyordu. Parça, 2016 yılında uçuş sertifikası aldı.
GE Aviation'ın bugün itibariyle Leap motorları için 16.000'den fazla sipariş aldığı bildiriliyor. Şirket, yoğun talep nedeniyle 2018 sonbaharında 30.000. 3D yazıcıyla üretilen yakıt nozulunu ürettiğini açıkladı. GE Aviation, bu parçaları Auburn, Alabama'da, parça üretimi için 40'tan fazla metal 3D yazıcının bulunduğu tesiste üretiyor. GE Aviation, her Leap motorunda 19 adet 3D yazıcıyla üretilmiş yakıt nozulu bulunduğunu belirtiyor.
GE yetkilileri yakıt nozulları hakkında konuşmaktan bıkmış olabilirler, ancak bu, şirketin eklemeli imalat başarısının yolunu açtı. Aslında, tüm yeni motor tasarım toplantıları, eklemeli imalatın ürün geliştirme çalışmalarına nasıl entegre edileceği üzerine bir tartışmayla başlıyor. Örneğin, şu anda sertifikasyon sürecinden geçen yeni GE 9X motorunda 28 yakıt nozulu ve 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş bir yanma karıştırıcısı bulunuyor. Başka bir örnekte ise, GE Aviation, yaklaşık 50 yıldır neredeyse aynı tasarıma sahip olan bir turboprop motorunu yeniden tasarlıyor ve motor ağırlığını %5 oranında azaltmaya yardımcı olacak 12 adet 3 boyutlu yazıcıyla üretilmiş parçaya sahip olacak.
GE Aviation'ın eklemeli üretim ekibinin başkanı Eric Gatlin, Kasım ayı başlarında Almanya'nın Frankfurt kentinde düzenlenen Formnext 2018 fuarındaki şirket standında toplanan kalabalığa hitaben yaptığı konuşmada, "Son birkaç yıldır yaptığımız şey, gerçekten büyük eklemeli üretim parçaları üretmeyi öğrenmek oldu" dedi.
Gatlin, eklemeli imalatın benimsenmesini GE Aviation için bir "paradigma değişimi" olarak nitelendirdi. Ancak şirketi yalnız değil. Formnext'teki katılımcılar, bu yılki fuarda her zamankinden daha fazla üretici (OEM ve Tier 1 tedarikçisi) olduğunu belirtti. (Fuar yetkilileri, etkinliğe 26.919 kişinin katıldığını, bunun 2017 Formnext'e göre %25'lik bir artış olduğunu bildirdi.) Havacılık üreticileri, eklemeli imalatı üretim hatlarında gerçeğe dönüştürme çabalarına öncülük ederken, otomotiv ve ulaşım şirketleri bu teknolojiye yeni bir bakış açısıyla yaklaşıyor. Çok daha ciddi bir şekilde.
Formnext basın toplantısında, Ultimaker Kıdemli Başkan Yardımcısı Paul Heiden, Ford'un Almanya'nın Köln kentindeki fabrikasında Ford Focus için üretim araçları oluşturmak amacıyla şirketin 3D yazıcılarını nasıl kullandığına dair ayrıntıları paylaştı. Heiden, şirketin aynı aracı dışarıdan bir tedarikçiden satın almaya kıyasla baskı aracı başına yaklaşık 1.000 euro tasarruf sağladığını belirtti.
Üretim mühendisleri bir alete ihtiyaç duyduklarında, tasarımı 3D CAD modelleme yazılımına yükleyebilir, tasarımı iyileştirebilir, yazıcıya gönderebilir ve saatler içinde basılmasını sağlayabilirler. Heiden'e göre, daha fazla malzeme türünün dahil edilmesi gibi yazılımlardaki gelişmeler, tasarım araçlarını kolaylaştırmaya yardımcı oldu, böylece "eğitimsiz" kişiler bile yazılımı kullanabilir.
Ford'un 3 boyutlu yazıcıyla üretilen alet ve ekipmanların faydasını gösterebilmesinin ardından, Heiden şirketin bir sonraki adımının yedek parça envanteri sorununu çözmek olduğunu söyledi. Yüzlerce parçayı depolamak yerine, sipariş edildikçe 3 boyutlu yazıcılar kullanılarak basılacaklar. Buradan hareketle, Ford'un bu teknolojinin parça üretiminde ne tür bir etki yaratabileceğini görmesi bekleniyor.
Diğer otomotiv şirketleri de 3D baskı araçlarını yaratıcı şekillerde kullanmaya başladı bile. Ultimaker, Volkswagen'in Portekiz'in Palmela kentindeki fabrikasında kullandığı araçlara örnekler sunuyor:
Ultimaker 3D yazıcıda üretilen bu alet, Portekiz'deki Volkswagen montaj fabrikasında tekerlek yerleştirme sırasında cıvataların yerleştirilmesine rehberlik etmek için kullanılıyor.
Otomobil üretimini yeniden tanımlamaya gelince, diğerleri çok daha büyük düşünüyor. Divergent3D'den Kevin Czinger de onlardan biri.
Czinger, otomobillerin üretilme biçimini yeniden düşünmek istiyor. Gelişmiş bilgisayar modellemesi ve eklemeli imalat (AM) kullanarak, geleneksel şasilerden daha hafif, daha az parça içeren, daha yüksek performans sağlayan ve üretimi daha ucuz olan şasiler oluşturmak için yeni bir yaklaşım geliştirmek istiyor. Divergent3D, 3D baskılı şasilerini Formnext'teki SLM Solutions Group AG standında sergiledi.
SLM 500 makinesinde basılan şasi, baskıdan sonra birbirine tam oturan, kendiliğinden sabitlenen düğümlerden oluşuyor. Divergent3D yetkilileri, şasi tasarımı ve montajına yönelik bu yaklaşımın, kalıp maliyetlerini ortadan kaldırarak ve parça sayısını %75 azaltarak 250 milyon dolar tasarruf sağlayabileceğini söylüyor.
Şirket, bu tür üretim ünitelerini gelecekte otomobil üreticilerine satmayı umuyor. Divergent3D ve SLM, bu hedefe ulaşmak için yakın bir stratejik ortaklık kurdu.
Senior Flexonics, kamuoyunda pek tanınmayan bir şirket olsa da, otomotiv, dizel, tıp, petrol ve gaz ile enerji üretimi sektörlerindeki şirketlere önemli miktarda bileşen tedarik eden bir firmadır. Şirket temsilcileri, 3D baskının olanaklarını görüşmek üzere geçen yıl GKN Powder Metallurgy ile bir araya geldi ve iki taraf da Formnext 2018'de başarı öykülerini paylaştı.
AM teknolojisinden faydalanmak üzere yeniden tasarlanan bileşenler arasında, hem karayolu hem de arazi kullanımı için ticari kamyon uygulamalarında egzoz gazı devridaim soğutucuları için emme ve egzoz valfleri yer almaktadır. Advanced Flexonics, gerçek dünya testlerine ve muhtemelen seri üretime dayanabilecek prototipler oluşturmanın daha verimli yollarını bulmakla ilgilenmektedir. Otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için parça üretme konusunda yıllarca edindiği bilgi birikimiyle GKN, metal parçaların fonksiyonel gözenekliliği konusunda derinlemesine bir anlayışa sahiptir.
İkincisi önemlidir çünkü birçok mühendis, belirli endüstriyel araç uygulamaları için parçaların %99 yoğunluğa ihtiyaç duyduğuna inanmaktadır. EOS CEO'su Adrian Keppler'e göre, bu uygulamaların çoğunda durum böyle değildir ve makine teknolojisi sağlayıcısı ve ortağı da bunu doğrulamaktadır.
Senior Flexonics, EOS StainlessSteel 316L VPro malzemeden üretilen parçaları geliştirip test ettikten sonra, eklemeli imalat yöntemiyle üretilen parçaların performans hedeflerine ulaştığını ve döküm parçalara göre daha hızlı üretilebildiğini tespit etti. Örneğin, portal, döküm işlemine kıyasla %70 daha kısa sürede 3D yazıcıda üretilebiliyor. Basın toplantısında, projede yer alan tüm taraflar, bunun gelecekteki seri üretim için büyük bir potansiyele sahip olduğunu kabul etti.
Kepler, "Parçaların nasıl üretildiğini yeniden düşünmeniz gerekiyor," dedi. "Üretim yöntemine farklı bir açıdan bakmalısınız. Bunlar döküm veya dövme değil."
Eklemeli imalat sektöründeki birçok kişi için en büyük hedef, teknolojinin yüksek hacimli üretim ortamlarında yaygın olarak benimsenmesini görmektir. Birçoğunun gözünde bu, tam bir kabul anlamına gelecektir.
AM teknolojisi, ticari kamyon uygulamaları için egzoz gazı devridaim soğutucularının giriş ve çıkış vanalarını üretmek için kullanılıyor. Bu prototip parçaların üreticisi Senior Flexonics, şirket içinde 3D baskının diğer kullanım alanlarını araştırıyor.
Bu doğrultuda, malzeme, yazılım ve makine geliştiricileri, bunu mümkün kılan ürünler sunmak için yoğun çaba sarf ediyorlar. Malzeme üreticileri, performans beklentilerini tekrarlanabilir bir şekilde karşılayabilecek tozlar ve plastikler üretmeyi hedefliyor. Yazılım geliştiricileri, simülasyonları daha gerçekçi hale getirmek için malzeme veritabanlarını genişletmeye çalışıyor. Makine üreticileri, daha hızlı çalışan ve aynı anda daha fazla parçayı işleyebilecek daha geniş üretim aralıklarına sahip hücreler tasarlıyorlar. Yapılacak daha çok iş var, ancak gerçek dünya üretiminde eklemeli imalatın geleceği konusunda büyük bir heyecan var.
UL'nin Katmanlı Üretim Yetkinlik Merkezi Direktörü Paul Bates, "Bu sektörde 20 yıldır çalışıyorum ve bu süre boyunca sürekli 'Bu teknolojiyi üretim ortamında kullanmaya başlayacağız' diye duyuyordum. Bu yüzden bekledik ve bekledik," dedi. Bates ayrıca Katmanlı Üretim Kullanıcı Grubu Başkanı ve Yöneticisi olarak şunları ekledi: "Ama sanırım sonunda her şeyin bir araya geldiği ve gerçekleştiği noktaya geliyoruz."
Dan Davis, sektörün en yüksek tirajlı metal işleme ve şekillendirme dergisi olan The FABRICATOR'ın ve kardeş yayınları STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal ve The Welder'ın baş editörüdür. Nisan 2002'den beri bu yayınlarda çalışmaktadır.
Additive Report, gerçek dünya üretiminde eklemeli üretim teknolojilerinin kullanımına odaklanmaktadır. Günümüzde üreticiler, alet ve fikstür üretmek için 3D baskı kullanıyor ve bazıları yüksek hacimli üretim işlerinde bile eklemeli üretimden faydalanıyor. Bu üreticilerin hikayeleri burada sunulacaktır.