Seluruh sasis mobil Divergent3D dicetak 3D. Mobil ini memulai debut publiknya di stan SLM Solutions di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman, dari tanggal 13 hingga 16 November.
Jika Anda memiliki pengetahuan tentang manufaktur aditif (AM), Anda mungkin familier dengan nozel pencetakan 3D untuk platform mesin jet Leap milik GE. Pers bisnis telah meliput cerita ini sejak tahun 2012, karena ini memang kasus AM pertama yang dipublikasikan dengan baik dalam aksi produksi dunia nyata.
Nozel bahan bakar satu bagian menggantikan apa yang sebelumnya merupakan rakitan 20 bagian. Nozel tersebut juga harus memiliki desain yang kuat karena terkena suhu setinggi 2.400 derajat Fahrenheit di dalam mesin jet. Komponen tersebut menerima sertifikasi penerbangan pada tahun 2016.
Saat ini, GE Aviation dilaporkan memiliki lebih dari 16.000 komitmen untuk mesin Leap-nya. Karena permintaan yang kuat, perusahaan melaporkan bahwa mereka telah mencetak nosel bahan bakar cetak 3D ke-30.000 pada musim gugur tahun 2018. GE Aviation memproduksi komponen ini di Auburn, Alabama, tempat mereka mengoperasikan lebih dari 40 printer 3D logam untuk produksi komponen. GE Aviation melaporkan bahwa setiap mesin Leap memiliki 19 nosel bahan bakar cetak 3D.
Pejabat GE mungkin sudah lelah membicarakan tentang nosel bahan bakar, tetapi hal itu membuka jalan bagi keberhasilan AM perusahaan. Bahkan, semua rapat desain mesin baru sebenarnya dimulai dengan diskusi tentang cara menggabungkan manufaktur aditif ke dalam upaya pengembangan produk. Misalnya, mesin GE 9X baru yang saat ini sedang menjalani sertifikasi memiliki 28 nosel bahan bakar dan pencampur pembakaran cetak 3D. Dalam contoh lain, GE Aviation sedang mendesain ulang mesin turboprop, yang hampir memiliki desain yang sama selama sekitar 50 tahun, dan akan memiliki 12 bagian cetak 3D yang membantu mengurangi bobot mesin hingga 5 persen.
"Apa yang telah kami lakukan selama beberapa tahun terakhir adalah belajar membuat komponen manufaktur aditif yang sangat besar," kata Eric Gatlin, kepala tim manufaktur aditif di GE Aviation, saat berbicara kepada kerumunan yang berkumpul di stan perusahaan di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman, awal November.
Gatlin melanjutkan dengan menyebut penerapan AM sebagai "pergeseran paradigma" bagi GE Aviation. Akan tetapi, perusahaannya tidak sendirian. Para peserta pameran di Formnext mencatat bahwa ada lebih banyak produsen (OEM dan Tier 1) di pameran tahun ini daripada sebelumnya. (Pejabat pameran dagang melaporkan 26.919 orang menghadiri acara tersebut, meningkat 25 persen dari Formnext tahun 2017.) Sementara produsen kedirgantaraan telah memimpin upaya untuk menjadikan manufaktur aditif sebagai kenyataan di lantai pabrik, perusahaan otomotif dan transportasi Teknologi tersebut sedang dipandang dengan cara baru. Cara yang jauh lebih serius.
Pada konferensi pers Formnext, Wakil Presiden Senior Ultimaker Paul Heiden berbagi rincian tentang bagaimana Ford menggunakan printer 3D milik perusahaan di pabriknya di Cologne, Jerman, untuk membuat peralatan produksi untuk Ford Focus. Ia mengatakan perusahaan menghemat sekitar 1.000 euro per alat cetak dibandingkan dengan membeli alat yang sama dari pemasok luar.
Jika teknisi manufaktur dihadapkan pada kebutuhan akan peralatan, mereka dapat memuat desain ke dalam perangkat lunak pemodelan CAD 3D, menyempurnakan desain, mengirimkannya ke percetakan, dan mencetaknya dalam hitungan jam. Kemajuan dalam perangkat lunak, seperti menggabungkan lebih banyak jenis material, telah membantu membuat peralatan desain menjadi lebih mudah, sehingga bahkan "orang yang tidak terlatih" dapat bekerja melalui perangkat lunak tersebut, kata Heiden.
Dengan Ford yang mampu menunjukkan kegunaan peralatan dan perlengkapan cetak 3D, Heiden mengatakan langkah berikutnya bagi perusahaan adalah mengatasi masalah persediaan suku cadang. Alih-alih menyimpan ratusan suku cadang, printer 3D akan digunakan untuk mencetaknya saat dipesan. Dari sana, Ford diharapkan dapat melihat dampak seperti apa yang dapat ditimbulkan teknologi tersebut dalam memproduksi suku cadang.
Perusahaan otomotif lain sudah menggabungkan alat cetak 3D dengan cara yang imajinatif. Ultimaker memberikan contoh alat yang digunakan Volkswagen di pabriknya di Palmela, Portugal:
Diproduksi pada printer 3D Ultimaker, alat ini digunakan untuk memandu penempatan baut selama penempatan roda di pabrik perakitan Volkswagen di Portugal.
Ketika berbicara tentang mendefinisikan ulang manufaktur mobil, yang lain berpikir jauh lebih besar. Kevin Czinger dari Divergent3D adalah salah satunya.
Czinger ingin memikirkan kembali cara mobil dibuat. Ia ingin menciptakan pendekatan baru menggunakan pemodelan komputer canggih dan AM untuk menciptakan sasis yang lebih ringan daripada rangka tradisional, mengandung lebih sedikit bagian, memberikan kinerja lebih tinggi, dan lebih murah untuk diproduksi. Divergent3D memamerkan sasis cetak 3D-nya di stan SLM Solutions Group AG di Formnext.
Sasis yang dicetak pada mesin SLM 500 terdiri dari simpul-simpul pemasangan sendiri yang semuanya dapat dipasang bersama setelah dicetak. Pejabat Divergent3D mengatakan pendekatan terhadap desain dan perakitan sasis ini dapat menghemat $250 juta dengan menghilangkan biaya perkakas dan mengurangi komponen hingga 75 persen.
Perusahaan berharap dapat menjual unit manufaktur jenis ini kepada produsen mobil di masa mendatang. Divergent3D dan SLM telah membentuk kemitraan strategis yang erat untuk mencapai tujuan ini.
Senior Flexonics bukanlah perusahaan yang dikenal publik, tetapi merupakan pemasok utama komponen bagi perusahaan-perusahaan di industri otomotif, diesel, medis, minyak dan gas, serta pembangkit listrik. Perwakilan perusahaan bertemu dengan GKN Powder Metallurgy tahun lalu untuk membahas kemungkinan pencetakan 3D, dan keduanya berbagi kisah sukses mereka di Formnext 2018.
Komponen yang didesain ulang untuk memanfaatkan AM adalah katup pemasukan dan pembuangan untuk pendingin resirkulasi gas buang untuk aplikasi truk komersial, baik di jalan raya maupun di luar jalan raya. Advanced Flexonics tertarik untuk melihat apakah ada cara yang lebih efisien untuk membuat prototipe yang dapat bertahan dalam pengujian dunia nyata dan kemungkinan produksi massal. Dengan pengetahuan bertahun-tahun dalam memproduksi suku cadang untuk aplikasi otomotif dan industri, GKN memiliki pemahaman mendalam tentang porositas fungsional suku cadang logam.
Yang terakhir ini penting karena banyak teknisi meyakini bahwa komponen untuk aplikasi kendaraan industri tertentu memerlukan kepadatan 99%. Dalam banyak aplikasi ini, hal itu tidak terjadi, menurut CEO EOS, Adrian Keppler, yang dibuktikan oleh penyedia teknologi mesin dan mitranya.
Setelah mengembangkan dan menguji komponen yang terbuat dari material EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics menemukan bahwa komponen yang diproduksi secara aditif memenuhi sasaran performanya dan dapat diproduksi lebih cepat daripada komponen cor. Misalnya, portal dapat dicetak 3D dalam waktu 70% dibandingkan dengan proses pengecoran. Pada konferensi pers, semua pihak yang terlibat dalam proyek mengakui bahwa ini memiliki potensi besar untuk produksi seri di masa mendatang.
"Anda harus memikirkan ulang bagaimana komponen dibuat," kata Kepler. "Anda harus melihat manufaktur secara berbeda. Ini bukan pengecoran atau penempaan."
Bagi banyak orang di industri AM, tujuan utamanya adalah melihat teknologi tersebut diadopsi secara luas dalam lingkungan manufaktur bervolume tinggi. Di mata banyak orang, ini berarti penerimaan sepenuhnya.
Teknologi AM digunakan untuk memproduksi katup masuk dan keluar ini untuk pendingin resirkulasi gas buang untuk aplikasi truk komersial. Pembuat suku cadang prototipe ini, Senior Flexonics, sedang menyelidiki penggunaan lain untuk pencetakan 3D dalam perusahaannya.
Dengan mengingat hal ini, para pengembang material, perangkat lunak, dan mesin bekerja keras untuk menghasilkan produk yang memungkinkan hal ini. Para produsen material berupaya menciptakan bubuk dan plastik yang dapat memenuhi harapan kinerja secara berulang. Para pengembang perangkat lunak berupaya memperluas basis data material mereka untuk membuat simulasi lebih realistis. Para pembuat mesin merancang sel yang beroperasi lebih cepat dan memiliki jangkauan produksi yang lebih besar untuk menampung lebih banyak komponen sekaligus. Pekerjaan masih harus diselesaikan, tetapi ada banyak kegembiraan mengenai masa depan manufaktur aditif dalam manufaktur dunia nyata.
“Saya telah berkecimpung di industri ini selama 20 tahun, dan selama kurun waktu tersebut, saya terus mendengar, 'Kita akan segera menghadirkan teknologi ini di lingkungan produksi.' Jadi, kami menunggu dan menunggu,” kata Direktur Pusat Kompetensi Manufaktur Aditif UL. kata Paul Bates, Manajer dan Presiden Grup Pengguna Manufaktur Aditif. “Namun, saya rasa kita akhirnya sampai pada titik di mana semuanya menyatu dan itu terjadi.”
Dan Davis adalah pemimpin redaksi The FABRICATOR, majalah fabrikasi dan pembentukan logam dengan sirkulasi terbesar di industri ini, dan penerbitan saudaranya, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal dan The Welder. Ia telah mengerjakan penerbitan ini sejak April 2002.
Laporan Aditif berfokus pada penggunaan teknologi manufaktur aditif dalam manufaktur dunia nyata. Produsen saat ini menggunakan pencetakan 3D untuk membuat peralatan dan perlengkapan, dan beberapa bahkan menggunakan AM untuk pekerjaan produksi bervolume tinggi. Kisah mereka akan disajikan di sini.