Цялото шаси на автомобила на Divergent3D е 3D отпечатано. То направи публичния си дебют на щанда на SLM Solutions на Formnext 2018 във Франкфурт, Германия, от 13 до 16 ноември.
Ако имате някакви практически познания за адитивното производство (AM), вероятно сте запознати с дюзите за 3D печат за платформата за реактивни двигатели Leap на GE. Бизнес пресата отразява тази история от 2012 г., тъй като това наистина беше първият добре разгласен случай на AM в действие в реална производствена среда.
Еднокомпонентните горивни дюзи заменят това, което беше сглобка от 20 части. Освен това трябваше да има здрава конструкция, тъй като беше изложена на температури до 2400 градуса по Фаренхайт вътре в реактивния двигател. Частта получи сертификат за полет през 2016 г.
Днес се съобщава, че GE Aviation има повече от 16 000 ангажимента за своите двигатели Leap. Поради голямото търсене компанията съобщи, че е отпечатала своята 30 000-та 3D отпечатана горивна дюза през есента на 2018 г. GE Aviation произвежда тези части в Обърн, Алабама, където работи с повече от 40 метални 3D принтера за производство на части. GE Aviation съобщава, че всеки двигател Leap има 19 3D отпечатани горивни дюзи.
Представителите на GE може да са уморени да говорят за горивни дюзи, но това проправи пътя за успеха на AM на компанията. Всъщност всички срещи за проектиране на нови двигатели всъщност започват с дискусия за това как да се включи производството на добавки в усилията за разработване на продукти. Например, новият двигател GE 9X, който в момента е в процес на сертифициране, има 28 горивни дюзи и 3D отпечатан смесител за горене. В друг пример GE Aviation преработва тур boprop двигател, който е с почти същия дизайн от около 50 години и ще има 12 3D отпечатани части, които помагат за намаляване на теглото на двигателя с 5 процента.
„Това, което правим през последните няколко години, е да се учим да правим наистина големи части, произведени с добавки“, каза Ерик Гатлин, ръководител на екипа за производство на добавки в GE Aviation, говорейки пред събралата се тълпа на щанда на компанията на Formnext 2018 във Франкфурт, Германия., началото на ноември.
Гатлин продължи да нарича прегръдката на AM „промяна на парадигмата“ за GE Aviation. Въпреки това, неговата компания не е сама. Изложителите на Formnext отбелязаха, че има повече производители (OEM и Tier 1s) на тазгодишното изложение от всякога. (Длъжностните лица на търговското изложение съобщиха, че 26 919 души са присъствали на събитието, което е 25% увеличение спрямо Formnext през 2017 г.) производителите на erospace доведоха до натиска да превърнат адитивното производство в реалност в цеховете, автомобилните и транспортните компании. На технологията се гледа по нов начин. Много по-сериозен начин.
На пресконференция на Formnext старши вицепрезидентът на Ultimaker Пол Хайден сподели подробности за това как Ford е използвал 3D принтерите на компанията в своя завод в Кьолн, Германия, за да създаде производствени инструменти за Ford Focus. Той каза, че компанията е спестила около 1000 евро на инструмент за печат в сравнение със закупуването на същия инструмент от външен доставчик.
Ако производствените инженери са изправени пред необходимост от инструменти, те могат да заредят дизайна в софтуер за 3D CAD моделиране, да излъскат дизайна, да го изпратят на принтер и да го отпечатат в рамките на часове. Напредъкът в софтуера, като включването на повече типове материали, помогна инструментите за проектиране да бъдат по-лесни, така че дори „необучени“ да могат да работят със софтуера, каза Хайден.
След като Ford може да демонстрира полезността на 3D-отпечатаните инструменти и приспособления, Хайден каза, че следващата стъпка за компанията е да се справи с проблема с инвентара на резервните части. Вместо да съхранява стотици части, 3D принтерите ще бъдат използвани за отпечатването им, когато бъдат поръчани. Оттам се очаква Ford да види какво въздействие може да има технологията при производството на части.
Други автомобилни компании вече включват инструменти за 3D печат по въображаеми начини. Ultimaker предоставя примери за инструменти, които Volkswagen използва в своя завод в Палмела, Португалия:
Произведен на 3D принтер Ultimaker, инструментът се използва за насочване на поставянето на болтове по време на поставяне на колела в завода за сглобяване на Volkswagen в Португалия.
Когато става въпрос за предефиниране на автомобилното производство, други мислят много по-широко. Кевин Цзингер от Divergent3D е един от тях.
Czinger иска да преосмисли начина, по който се конструират автомобилите. Той иска да създаде нов подход, използвайки усъвършенствано компютърно моделиране и AM, за да създаде шасита, които са по-леки от традиционните рамки, съдържат по-малко части, осигуряват по-висока производителност и са по-евтини за производство. Divergent3D показа своето 3D отпечатано шаси на щанда на SLM Solutions Group AG във Formnext.
Шасито, отпечатано на машината SLM 500, се състои от самофиксиращи се възли, които всички пасват заедно след отпечатването. Представители на Divergent3D казват, че този подход към дизайна и сглобяването на шасито може да спести $250 милиона при елиминиране на разходите за инструменти и намаляване на частите със 75 процента.
Компанията се надява да продаде този тип производствена единица на производителите на автомобили в бъдеще. Divergent3D и SLM са създали тясно стратегическо партньорство за постигане на тази цел.
Senior Flexonics не е компания, добре позната на обществеността, но е основен доставчик на компоненти за компании в автомобилната, дизеловата, медицинската, нефтената и газовата промишленост и производството на електроенергия. Представители на компанията се срещнаха с GKN Powder Metallurgy миналата година, за да обсъдят възможностите за 3D печат, и двамата споделиха своите истории за успех на Formnext 2018.
Компонентите, преработени, за да се възползват от предимствата на AM, са всмукателни и изпускателни клапани за охладители за рециркулация на отработени газове за търговски приложения за камиони, както на магистрали, така и извън тях. Advanced Flexonics се интересуват да видят дали има по-ефективни начини за създаване на прототипи, които могат да издържат тестове в реалния свят и евентуално масово производство. С дългогодишни познания за производството на части за автомобилни и индустриални приложения, GKN има задълбочено разбиране на функционална порьозност на металните части.
Последното е важно, защото много инженери вярват, че частите за определени приложения за промишлени превозни средства изискват 99% плътност. В много от тези приложения това не е така, според главния изпълнителен директор на EOS Адриан Кеплер, което доставчикът на машинни технологии и партньор удостоверява.
След разработване и тестване на части, изработени от материал EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics установи, че произведените с добавки части отговарят на техните цели за производителност и могат да бъдат произведени по-бързо от отливките. Например, порталът може да бъде 3D отпечатан в 70% от времето в сравнение с процеса на леене. На пресконференцията всички страни, участващи в проекта, признаха, че това има голям потенциал за бъдещо серийно производство.
„Трябва да преосмислите как се правят частите“, каза Кеплер. „Трябва да погледнете по различен начин на производството.Това не са отливки или изковки.”
За мнозина в АМ индустрията светият граал е виждането, че технологията получава широко разпространение в производствени среди с голям обем. В очите на мнозина това би означавало пълно приемане.
Технологията AM се използва за производството на тези входящи и изходящи клапани за охладители за рециркулация на отработени газове за търговски приложения в камиони. Производителят на тези прототипни части, Senior Flexonics, проучва други приложения за 3D печат в своята компания.
Имайки предвид това, разработчиците на материали, софтуер и машини работят усилено, за да доставят продукти, които позволяват това. Производителите на материали се стремят да създават прахове и пластмаси, които могат да отговорят на очакванията за производителност по повторяем начин. Разработчиците на софтуер се опитват да разширят своите бази данни за материали, за да направят симулациите по-реалистични. Производителите на машини проектират клетки, които работят по-бързо и имат по-големи производствени диапазони, за да поемат повече части наведнъж. Все още трябва да се работи, но има много вълнение за бъдещето на адитивното производство в реалното производство.
„В тази индустрия съм от 20 години и през това време постоянно чувах: „На път сме да внедрим тази технология в производствена среда.“Така че чакахме и чакахме,” каза директорът на Центъра за компетентност в производството на добавки на UL.каза Пол Бейтс, мениджър и президент на Aditive Manufacturing User Group.“Но мисля, че най-накрая стигаме до точката, в която всичко се събира и се случва.“
Дан Дейвис е главен редактор на The FABRICATOR, най-тиражното списание за производство и формоване на метали в индустрията, както и неговите дъщерни публикации, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal и The Welder. Той работи върху тези публикации от април 2002 г.
Докладът за добавките се фокусира върху използването на технологии за адитивно производство в производството в реалния свят. Производителите днес използват 3D печат, за да правят инструменти и приспособления, а някои дори използват AM за производствена работа с голям обем. Техните истории ще бъдат представени тук.