Seluruh sasis mobil Divergent3D dicetak 3D. Ini membuat debut publiknya di stan Solusi SLM di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman, dari 13 hingga 16 November.
Jika Anda memiliki pengetahuan kerja tentang manufaktur aditif (AM), Anda mungkin akrab dengan nozel pencetakan 3D untuk platform mesin jet Leap GE. Pers bisnis telah meliput kisah ini sejak 2012, karena ini memang kasus AM pertama yang dipublikasikan dengan baik dalam lingkungan produksi dunia nyata.
Nozel bahan bakar one-piece menggantikan apa yang dulunya merupakan rakitan 20 bagian. Itu juga harus memiliki desain yang kuat karena terkena suhu setinggi 2.400 derajat Fahrenheit di dalam mesin jet. Bagian 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 telah mencetak nozel bahan bakar cetak 3D ke-30.000 pada musim gugur 2018. GE Aviation memproduksi suku cadang ini di Auburn, Alabama, di mana perusahaan mengoperasikan lebih dari 40 printer logam 3D untuk produksi suku cadang. GE Aviation melaporkan bahwa setiap mesin Leap memiliki 19 nosel bahan bakar cetak 3D.
Pejabat GE mungkin lelah berbicara tentang nosel bahan bakar, tetapi ini membuka jalan bagi kesuksesan AM perusahaan. Faktanya, semua rapat desain mesin baru sebenarnya dimulai dengan diskusi tentang cara memasukkan manufaktur aditif ke dalam upaya pengembangan produk. Misalnya, mesin GE 9X baru yang saat ini sedang menjalani sertifikasi memiliki 28 nozel bahan bakar dan mixer pembakaran cetak 3D. Contoh lain, GE Aviation mendesain ulang mesin turboprop, yang desainnya hampir sama selama sekitar 50 tahun, dan akan memiliki 12 komponen cetak 3D yang membantu mengurangi bobot mesin hingga 5 persen.
“Apa yang telah kami lakukan selama beberapa tahun terakhir adalah belajar membuat suku cadang manufaktur aditif yang sangat besar,” kata Eric Gatlin, kepala tim manufaktur aditif di GE Aviation, berbicara kepada kerumunan yang berkumpul di stan perusahaan di Formnext 2018 di Frankfurt, Jerman., awal November.
Gatlin kemudian menyebut pelukan AM sebagai "perubahan paradigma" untuk GE Aviation. Namun, perusahaannya tidak sendirian. Peserta pameran di Formnext mencatat bahwa ada lebih banyak produsen (OEM dan Tier 1) pada pameran tahun ini daripada sebelumnya. (Pejabat pameran dagang melaporkan 26.919 orang menghadiri acara tersebut, meningkat 25 persen dari Formnext 2017.) Sementara produsen kedirgantaraan telah memimpin dorongan untuk membuat manufaktur aditif menjadi kenyataan di lantai pabrik, perusahaan otomotif dan transportasi Teknologi ini 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 perusahaan di pabriknya di Cologne, Jerman, untuk membuat alat produksi Ford Focus. Dia mengatakan perusahaan menghemat sekitar 1.000 euro per alat cetak dibandingkan dengan membeli alat yang sama dari pemasok luar.
Jika insinyur manufaktur dihadapkan dengan kebutuhan alat, mereka dapat memuat desain ke perangkat lunak pemodelan CAD 3D, memoles desain, mengirimkannya ke printer, dan mencetaknya dalam beberapa jam. Kemajuan dalam perangkat lunak, seperti memasukkan lebih banyak jenis material, telah membantu membuat alat desain lebih mudah, bahkan "yang tidak terlatih" pun dapat bekerja melalui perangkat lunak, kata Heiden.
Dengan kemampuan Ford untuk mendemonstrasikan kegunaan alat dan perlengkapan cetak 3D, Heiden mengatakan langkah selanjutnya bagi perusahaan adalah mengatasi masalah inventaris suku cadang. Alih-alih menyimpan ratusan suku cadang, printer 3D akan digunakan untuk mencetaknya sesuai pesanan. Dari sana, Ford diharapkan dapat melihat dampak apa yang dapat ditimbulkan oleh teknologi tersebut dalam memproduksi suku cadang.
Perusahaan otomotif lain sudah menggabungkan alat pencetakan 3D dengan cara yang imajinatif. Ultimaker memberikan contoh alat yang digunakan Volkswagen di pabriknya di Palmela, Portugal:
Diproduksi dengan printer 3D Ultimaker, alat ini digunakan untuk memandu penempatan baut selama penempatan roda di pabrik perakitan Volkswagen di Portugal.
Ketika datang untuk mendefinisikan ulang manufaktur mobil, yang lain berpikir jauh lebih besar. Kevin Czinger dari Divergent3D adalah salah satunya.
Czinger ingin memikirkan kembali cara pembuatan mobil. Dia ingin membuat pendekatan baru menggunakan pemodelan komputer canggih dan AM untuk membuat sasis yang lebih ringan daripada rangka tradisional, berisi lebih sedikit komponen, memberikan kinerja lebih tinggi, dan lebih murah untuk diproduksi. Divergent3D memamerkan sasis cetak 3D di stan SLM Solutions Group AG di Formnext.
Sasis yang dicetak pada mesin SLM 500 terdiri dari simpul-simpul yang memperbaiki sendiri yang semuanya menyatu setelah dicetak. Pejabat Divergent3D mengatakan bahwa pendekatan desain dan perakitan sasis ini dapat menghemat $250 juta dalam menghilangkan biaya perkakas dan mengurangi suku cadang hingga 75 persen.
Perusahaan berharap untuk menjual unit manufaktur jenis ini kepada pembuat mobil di masa mendatang. Divergent3D dan SLM telah menjalin kemitraan strategis yang erat untuk mencapai tujuan ini.
Senior Flexonics bukanlah perusahaan yang dikenal publik, tetapi merupakan pemasok utama komponen untuk perusahaan di industri otomotif, diesel, medis, minyak dan gas, dan pembangkit listrik. Perwakilan perusahaan bertemu dengan Metalurgi Serbuk GKN tahun lalu untuk membahas kemungkinan pencetakan 3D, dan keduanya berbagi kisah sukses mereka di Formnext 2018.
Komponen yang dirancang ulang untuk memanfaatkan AM adalah katup masuk dan keluar untuk pendingin resirkulasi gas buang untuk aplikasi truk komersial, baik di jalan raya maupun di luar jalan raya. Flexonics yang canggih 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 komponen untuk aplikasi otomotif dan industri, GKN memiliki pemahaman mendalam tentang porositas fungsional komponen logam.
Yang terakhir ini penting karena banyak insinyur percaya bahwa suku cadang untuk aplikasi kendaraan industri tertentu memerlukan kepadatan 99%. Dalam banyak aplikasi ini, bukan itu masalahnya, menurut CEO EOS Adrian Keppler, yang dibuktikan oleh penyedia teknologi mesin dan mitranya.
Setelah mengembangkan dan menguji suku cadang yang terbuat dari bahan EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics menemukan bahwa suku cadang yang diproduksi secara aditif memenuhi sasaran kinerjanya dan dapat diproduksi lebih cepat daripada suku cadang 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 depan.
“Anda harus memikirkan kembali bagaimana suku cadang dibuat,” kata Kepler. “Anda harus melihat manufaktur secara berbeda.Ini bukan coran atau tempa.
Bagi banyak orang di industri AM, cawan suci melihat teknologi mendapatkan adopsi luas di lingkungan manufaktur bervolume tinggi. Di mata banyak orang, ini akan mewakili penerimaan penuh.
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 di dalam perusahaannya.
Dengan mengingat hal ini, pengembang material, perangkat lunak, dan mesin bekerja keras untuk menghasilkan produk yang memungkinkan hal ini. Produsen bahan ingin membuat bubuk dan plastik yang dapat memenuhi harapan kinerja dengan cara yang dapat diulang. Pengembang perangkat lunak mencoba memperluas basis data material mereka untuk membuat simulasi lebih realistis. Pembuat mesin merancang sel yang bekerja lebih cepat dan memiliki rentang produksi yang lebih besar untuk mengakomodasi lebih banyak komponen sekaligus. Pekerjaan masih harus dilakukan, tetapi ada banyak kegembiraan tentang masa depan manufaktur aditif dalam manufaktur dunia nyata.
“Saya sudah berkecimpung di industri ini selama 20 tahun, dan selama waktu itu, saya terus mendengar, 'Kami akan menerapkan teknologi ini dalam lingkungan produksi.'Jadi kami menunggu dan menunggu,” kata Direktur Pusat Kompetensi Manufaktur Aditif UL.kata Paul Bates, Manajer dan Presiden Grup Pengguna Manufaktur Aditif. “Tapi saya pikir kita akhirnya sampai pada titik di mana semuanya menyatu dan itu terjadi.”
Dan Davis adalah pemimpin redaksi The FABRICATOR, majalah fabrikasi dan pembentuk logam bersirkulasi terbesar di industri, dan publikasi saudaranya, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal, dan The Welder. Dia telah mengerjakan publikasi ini sejak April 2002.
Laporan Aditif berfokus pada penggunaan teknologi manufaktur aditif dalam manufaktur dunia nyata. Pabrikan saat ini menggunakan pencetakan 3D untuk membuat alat dan perlengkapan, dan beberapa bahkan menggunakan AM untuk pekerjaan produksi bervolume tinggi. Kisah mereka akan disajikan di sini.