Cijela šasija automobila Divergent3D tiskana je 3D. Imala je svoj javni debi na štandu SLM Solutions na Formnext 2018 u Frankfurtu, Njemačka, od 13. do 16. studenog.
Ako imate bilo kakvo radno znanje o aditivnoj proizvodnji (AM), vjerojatno ste upoznati s mlaznicama za 3D ispis za platformu mlaznog motora Leap tvrtke GE. Poslovni tisak pokriva ovu priču od 2012., budući da je to doista bio prvi dobro publicirani slučaj AM u akciji u stvarnom proizvodnom okruženju.
Jednodijelne mlaznice za gorivo zamjenjuju ono što je nekada bio sklop od 20 dijelova. Također je morao imati robustan dizajn jer je bio izložen temperaturama od čak 2400 stupnjeva Fahrenheita unutar mlaznog motora. Dio je 2016. godine dobio certifikat za let.
Danas GE Aviation navodno ima više od 16 000 obveza za svoje Leap motore. Zbog velike potražnje, tvrtka je izvijestila da je ispisala svoju 30 000. 3D tiskanu mlaznicu goriva u jesen 2018. GE Aviation proizvodi te dijelove u Auburnu, Alabama, gdje upravlja s više od 40 metalnih 3D pisača za proizvodnju dijelova. GE Aviation izvještava da svaki Leap motor ima 19 3D tiskane mlaznice za gorivo.
Dužnosnici GE-a možda su umorni od razgovora o mlaznicama za gorivo, ali to je otvorilo put uspjehu AM tvrtke. Zapravo, svi sastanci o dizajnu novih motora zapravo započinju raspravom o tome kako ugraditi aditivnu proizvodnju u razvojne napore proizvoda. Na primjer, novi GE 9X motor koji je trenutno u certifikaciji ima 28 mlaznica za gorivo i 3D tiskanu mješalicu za izgaranje. U drugom primjeru, GE Aviation redizajnira tur boprop motor, koji ima gotovo isti dizajn oko 50 godina, i imat će 12 3D ispisanih dijelova koji pomažu smanjiti težinu motora za 5 posto.
“Ono što smo radili posljednjih nekoliko godina je učenje izrade stvarno velikih aditivno proizvedenih dijelova,” rekao je Eric Gatlin, voditelj tima za aditivnu proizvodnju u GE Aviation, obraćajući se okupljenoj publici na štandu tvrtke na Formnext 2018 u Frankfurtu, Njemačka., početkom studenog.
Gatlin je nazvao prihvaćanje AM-a "promjenom paradigme" za GE Aviation. Međutim, njegova tvrtka nije jedina. Izlagači na Formnextu primijetili su da je na ovogodišnjem sajmu bilo više proizvođača (OEM i Tier 1) nego ikad prije. (Dužnosnici sajma izvijestili su da je događaju prisustvovalo 26 919 ljudi, što je povećanje od 25 posto u odnosu na Formnext 2017.) Dok erospace proizvođači predvodili su poriv da aditivna proizvodnja postane stvarnost u poduzećima, automobilskim i transportnim tvrtkama. Na tehnologiju se gleda na novi način. Puno ozbiljniji način.
Na tiskovnoj konferenciji Formnexta, stariji potpredsjednik Ultimakera Paul Heiden podijelio je detalje o tome kako je Ford koristio 3D pisače tvrtke u svojoj tvornici u Kölnu u Njemačkoj za izradu proizvodnih alata za Ford Focus. Rekao je da je tvrtka uštedjela oko 1000 eura po alatu za ispis u usporedbi s kupnjom istog alata od vanjskog dobavljača.
Ako se proizvodni inženjeri suoče s potrebom za alatima, mogu učitati dizajn u softver za 3D CAD modeliranje, ispolirati dizajn, poslati ga na pisač i dati ga ispisati u roku od nekoliko sati. Napredak u softveru, kao što je uključivanje više vrsta materijala, pomogao je da alati za dizajn budu lakši, tako da čak i "neobučeni" mogu raditi kroz softver, rekao je Heiden.
Budući da je Ford mogao demonstrirati korisnost 3D ispisanih alata i uređaja, Heiden je rekao da je sljedeći korak za tvrtku rješavanje problema inventara rezervnih dijelova. Umjesto skladištenja stotina dijelova, 3D pisači će se koristiti za njihov ispis kako budu naručeni. Odatle se očekuje da Ford vidi kakav utjecaj tehnologija može imati u proizvodnji dijelova.
Druge automobilske tvrtke već ugrađuju alate za 3D ispis na maštovite načine. Ultimaker daje primjere alata koje Volkswagen koristi u svojoj tvornici u Palmeli, Portugal:
Proizveden na 3D pisaču Ultimaker, alat se koristi za usmjeravanje postavljanja vijaka tijekom postavljanja kotača u tvornici Volkswagena u Portugalu.
Kada je riječ o redefiniranju proizvodnje automobila, drugi razmišljaju mnogo šire. Kevin Czinger iz Divergent3D jedan je od njih.
Czinger želi preispitati način na koji se automobili izrađuju. Želi stvoriti novi pristup koristeći napredno računalno modeliranje i AM za stvaranje šasije koja je lakša od tradicionalnih okvira, sadrži manje dijelova, pruža veće performanse i jeftinija je za proizvodnju. Divergent3D je predstavio svoju 3D tiskanu šasiju na štandu SLM Solutions Group AG na Formnextu.
Šasija tiskana na stroju SLM 500 sastoji se od samofiksirajućih čvorova koji se nakon ispisa svi uklapaju. Dužnosnici Divergent3D kažu da bi ovaj pristup dizajnu i montaži šasije mogao uštedjeti 250 milijuna dolara u eliminaciji troškova alata i smanjenju dijelova za 75 posto.
Tvrtka se nada da će u budućnosti ovu vrstu proizvodne jedinice prodavati proizvođačima automobila. Divergent3D i SLM uspostavili su blisko strateško partnerstvo kako bi postigli ovaj cilj.
Senior Flexonics nije tvrtka dobro poznata javnosti, ali je glavni dobavljač komponenti tvrtkama u automobilskoj industriji, industriji dizela, medicini, industriji nafte i plina te proizvodnji električne energije. Predstavnici tvrtke sastali su se s GKN Powder Metallurgy prošle godine kako bi razgovarali o mogućnostima 3D ispisa, a njih su dvije podijelile svoje priče o uspjehu na Formnext 2018.
Komponente redizajnirane kako bi se iskoristile prednosti AM-a su usisni i ispušni ventili za hladnjake za recirkulaciju ispušnih plinova za komercijalne primjene u kamionima, na autocestama i izvan njih. Napredni Flexonics zainteresiran je vidjeti postoje li učinkovitiji načini za stvaranje prototipova koji mogu izdržati testiranje u stvarnom svijetu i moguću masovnu proizvodnju. S godinama znanja o proizvodnji dijelova za automobilsku i industrijsku primjenu, GKN ima dubinsko razumijevanje funkcionalna poroznost metalnih dijelova.
Potonje je važno jer mnogi inženjeri vjeruju da dijelovi za određene primjene u industrijskim vozilima zahtijevaju gustoću od 99%. U mnogim od ovih primjena to nije slučaj, prema CEO-u EOS-a Adrianu Keppleru, što dobavljač strojne tehnologije i partner potvrđuje.
Nakon razvoja i testiranja dijelova izrađenih od materijala EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics je otkrio da aditivno proizvedeni dijelovi ispunjavaju svoje ciljeve izvedbe i da se mogu proizvoditi brže od lijevanih dijelova. Na primjer, portal se može 3D ispisati u 70% vremena u usporedbi s postupkom lijevanja. Na konferenciji za novinare sve strane uključene u projekt priznale su da to ima veliki potencijal za buduću serijsku proizvodnju.
"Morate ponovno razmisliti o tome kako se dijelovi izrađuju", rekao je Kepler. "Morate drugačije gledati na proizvodnju.Ovo nisu odljevci ili otkovci.”
Za mnoge u AM industriji, sveti je gral vidjeti da tehnologija dobiva široku primjenu u okruženjima velike proizvodnje. U očima mnogih, to bi predstavljalo potpuno prihvaćanje.
AM tehnologija koristi se za proizvodnju ovih ulaznih i izlaznih ventila za hladnjake za recirkulaciju ispušnih plinova za komercijalne primjene u kamionima. Proizvođač ovih dijelova prototipa, Senior Flexonics, istražuje druge upotrebe za 3D ispis unutar svoje tvrtke.
Imajući ovo na umu, razvojni programeri materijala, softvera i strojeva naporno rade na isporuci proizvoda koji to omogućuju. Proizvođači materijala žele stvoriti prahove i plastiku koji mogu ispuniti očekivanja performansi na ponovljiv način. Razvojni programeri softvera pokušavaju proširiti svoje baze podataka o materijalima kako bi simulacije bile realističnije. Proizvođači strojeva dizajniraju ćelije koje rade brže i imaju veće proizvodne opsege za prilagodbu više dijelova odjednom. Još uvijek treba raditi, ali ima puno uzbuđenja o budućnosti aditivne proizvodnje u stvarnoj proizvodnji.
"U ovoj sam industriji 20 godina i tijekom tog vremena stalno sam slušao: 'Uskoro ćemo staviti ovu tehnologiju u proizvodno okruženje.'Pa smo čekali i čekali,” rekao je direktor Centra za stručnost UL-ove aditivne proizvodnje.rekao je Paul Bates, upravitelj i predsjednik Aditive Manufacturing User Group.”Ali mislim da smo konačno došli do točke gdje se sve spaja i događa.”
Dan Davis je glavni urednik The FABRICATOR, časopisa za proizvodnju i oblikovanje metala s najvećim tiražom u industriji, i njegovih sestrinskih publikacija, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal i The Welder. On radi na ovim publikacijama od travnja 2002.
Izvješće o aditivima usredotočeno je na korištenje tehnologija aditivne proizvodnje u proizvodnji u stvarnom svijetu. Proizvođači danas koriste 3D ispis za izradu alata i pribora, a neki čak koriste i AM za proizvodnju velike količine. Njihove priče bit će predstavljene ovdje.