כל שלדת המכונית של Divergent3D מודפסת בתלת מימד. היא עשתה את הופעת הבכורה שלה בדוכן SLM Solutions ב-Formnext 2018 בפרנקפורט, גרמניה, בין ה-13 ל-16 בנובמבר.
אם יש לך ידע מקצועי בייצור תוסף (AM), אתה בוודאי מכיר את חרירי הדפסת תלת מימד עבור פלטפורמת מנועי הסילון Leap של GE. העיתונות העסקית מכסה את הסיפור הזה מאז 2012, שכן זה אכן היה המקרה המתוקשר הראשון של AM בפעולה בסביבה של ייצור בעולם האמיתי.
חרירי דלק מחלק אחד מחליפים את מה שהיה פעם מכלול בן 20 חלקים. זה גם היה צריך להיות בעל עיצוב חזק כי הוא היה חשוף לטמפרטורות גבוהות כמו 2,400 מעלות פרנהייט בתוך מנוע הסילון. החלק קיבל אישור טיסה ב-2016.
כיום, לפי הדיווחים, ל-GE Aviation יש יותר מ-16,000 התחייבויות למנועי Leap שלה. עקב ביקוש חזק, החברה דיווחה שהיא הדפיסה את פיית הדלק המודפסת ה-30,000 שלה בתלת-ממד בסתיו 2018. GE Aviation מייצרת את החלקים הללו באובורן, אלבמה, שם היא מפעילה יותר מ-40 מדפסות מתכת 3D של הדפסת דלק של 1GE3D עבור כל מנוע 3D של Leapprint. חרירים.
לגורמים רשמיים של GE אולי נמאס לדבר על חרירי דלק, אבל זה סלל את הדרך להצלחת AM של החברה. למעשה, כל פגישות תכנון המנוע החדש מתחילות למעשה בדיון כיצד לשלב ייצור תוסף במאמצי פיתוח המוצר. לדוגמה, למנוע ה-GE 9X החדש שעובר הסמכה יש 28 חרירי דלק ומנוע נוסף בעיצוב 3D של GE. הוא כמעט אותו עיצוב במשך כ-50 שנה, ויהיה לו 12 חלקים מודפסים בתלת מימד שיסייעו להפחית את משקל המנוע ב-5 אחוזים.
"מה שעשינו בשנים האחרונות הוא ללמוד לייצר חלקים גדולים באמת מיוצרים באופן תוסף", אמר אריק גאטלין, ראש צוות ייצור התוספים ב-GE Aviation, בשיחה עם הקהל הנאסף בדוכן של החברה ב-Formnext 2018 בפרנקפורט, גרמניה., תחילת נובמבר.
גטלין המשיך וכינה את החיבוק של AM "שינוי פרדיגמה" עבור GE Aviation. עם זאת, החברה שלו לא לבד. המציגים ב-Formnext ציינו כי היו יותר יצרנים (OEM ו-Tier 1) בתערוכת השנה מאשר אי פעם בעבר. (פקידי תערוכת סחר דיווחו על 26,919 אנשים שהשתתפו באירוע, בעוד שהיצרנים גדלו ב-205% יותר מ-205 אחוזים. הם הובילו את הדחיפה להפוך את הייצור התוסף למציאות ברצפת החנות, חברות הרכב והתחבורה הטכנולוגיה נבדקת בצורה חדשה. בצורה הרבה יותר רצינית.
במסיבת עיתונאים של Formnext, סגן הנשיא הבכיר של Ultimaker, פול היידן, שיתף פרטים כיצד פורד השתמשה במדפסות התלת-ממד של החברה במפעל שלה בקלן, גרמניה, כדי ליצור כלי ייצור עבור פורד פוקוס. לדבריו, החברה חסכה כ-1,000 אירו לכל כלי הדפסה בהשוואה לקניית אותו כלי מספק חיצוני.
אם מהנדסי ייצור מתמודדים עם צורך בכלים, הם יכולים לטעון את העיצוב לתוכנת מידול תלת-ממדית CAD, ללטש את העיצוב, לשלוח אותו למדפסת, ולהדפיס אותו תוך שעות. התקדמות בתוכנה, כגון שילוב סוגי חומרים נוספים, עזרו להקל על כלי העיצוב, כך שגם "לא מאומנים" יכולים לעבוד דרך התוכנה, אמר היידן.
כשפורד מסוגלת להדגים את התועלת של כלים ומתקנים מודפסים בתלת-ממד, היידן אמר שהשלב הבא עבור החברה הוא לטפל בבעיית מלאי חלקי החילוף. במקום לאחסן מאות חלקים, ישמשו מדפסות תלת-ממד כדי להדפיס אותם עם הזמנתם. משם, פורד צפויה לראות איזו השפעה יכולה להיות לטכנולוגיה בייצור חלקים.
חברות רכב אחרות כבר משלבות כלי הדפסת תלת מימד בדרכים יצירתיות. Ultimaker מספקת דוגמאות לכלים שפולקסווגן משתמשת בהם במפעל שלה בפלמלה, פורטוגל:
הכלי מיוצר במדפסת תלת מימד של Ultimaker, משמש להנחיית מיקום הברגים במהלך הצבת גלגלים במפעל ההרכבה של פולקסווגן בפורטוגל.
כשזה מגיע להגדרה מחדש של ייצור מכוניות, אחרים חושבים הרבה יותר. קווין צ'ינגר מ-Divergent3D הוא אחד מהם.
צ'ינגר רוצה לחשוב מחדש על הדרך שבה מכוניות בנויות. הוא רוצה ליצור גישה חדשה באמצעות מודלים ממוחשבים מתקדמים ו-AM כדי ליצור שלדות קלות יותר מהמסגרות המסורתיות, מכילות פחות חלקים, מספקות ביצועים גבוהים יותר וייצור זול יותר.Divergent3D הציגה את השלדה המודפסת בתלת-ממד בדוכן SLM Solutions Group AG ב-Formnext.
השלדה המודפסת על מכונת ה-SLM 500 מורכבת מצמתים מתקנים עצמיים שכולם משתלבים זה בזה לאחר ההדפסה. פקידי Divergent3D אומרים שגישה זו לתכנון והרכבה של השלדה עשויה לחסוך 250 מיליון דולר בביטול עלויות כלי העבודה והפחתת חלקים ב-75 אחוזים.
החברה מקווה למכור סוג זה של יחידת ייצור ליצרניות רכב בעתיד.Divergent3D ו-SLM יצרו שותפות אסטרטגית הדוקה כדי להשיג מטרה זו.
בכיר Flexonics אינה חברה מוכרת היטב לציבור, אך היא ספקית מרכזית של רכיבים לחברות בתעשיית הרכב, הדיזל, הרפואה, הנפט והגז וייצור חשמל. נציגי החברה נפגשו עם GKN Powder Metallurgy בשנה שעברה כדי לדון באפשרויות של הדפסת תלת מימד, והשניים שיתפו את סיפורי ההצלחה שלהם ב-Formnext 2018.
רכיבים שתוכננו מחדש כדי לנצל את ה-AM הם שסתומי היניקה והפליטה למקררי מחזור גזי פליטה ליישומי משאיות מסחריות, הן בכביש והן מחוץ לכביש. Flexonics מתקדמת מעוניינת לראות אם יש דרכים יעילות יותר ליצור אבות טיפוס שיכולים לעמוד בבדיקות בעולם האמיתי ואולי בייצור המוני. נקבוביות פונקציונלית של חלקי מתכת.
זה האחרון חשוב מכיוון שמהנדסים רבים מאמינים שחלקים ליישומי רכב תעשייתי מסוימים דורשים צפיפות של 99%. ברבים מהיישומים הללו, זה לא המקרה, לדברי מנכ"ל EOS, אדריאן קפלר, שעליו מעיד ספק טכנולוגיית המכונות והשותף.
לאחר שפיתחה ובדקה חלקים העשויים מחומר EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics גילתה שחלקים שיוצרו באופן תוסף עמדו ביעדי הביצועים שלהם וניתן לייצר אותם מהר יותר מאשר חלקים יצוקים. לדוגמה, ניתן להדפיס את הפורטל בתלת-ממד ב-70% מהזמן בהשוואה לתהליך היציקה. במסיבת העיתונאים, כל הצדדים היו מעורבים בפרויקט עתידי.
"אתה צריך לחשוב מחדש איך מייצרים חלקים," אמר קפלר. "עליך להסתכל על ייצור אחרת.אלו לא יציקות או חישולים".
עבור רבים בתעשיית AM, הגביע הקדוש הוא לראות את הטכנולוגיה זוכה לאימוץ נרחב בסביבות ייצור בנפחים גבוהים. בעיני רבים, זה יייצג קבלה מוחלטת.
טכנולוגיית AM משמשת לייצור שסתומי כניסה ויציאה אלה עבור מצננים למחזור גזי פליטה עבור יישומי משאיות מסחריות. יצרנית חלקי אב הטיפוס הללו, Senior Flexonics, חוקרת שימושים אחרים להדפסת תלת מימד בתוך החברה שלה.
מתוך מחשבה על זה, מפתחי חומרים, תוכנה ומכונות עובדים קשה כדי לספק מוצרים המאפשרים זאת. יצרני חומרים מחפשים ליצור אבקות ופלסטיק שיכולים לעמוד בציפיות הביצועים באופן שניתן לחזור עליו. מפתחי תוכנה מנסים להרחיב את מסדי הנתונים של החומרים שלהם כדי להפוך את ההדמיות למציאותיות יותר. בוני מכונות מתכננים תאים שפועלים מהר יותר ויש להם טווחי ייצור גדולים יותר כדי להכיל כמות גדולה יותר של חלקים בבת אחת, אבל עדיין יש הרבה יותר חלקים. העתיד של ייצור תוסף בייצור בעולם האמיתי.
"אני בתעשייה הזו 20 שנה, ובמהלך הזמן הזה, שמעתי כל הזמן, 'אנחנו עומדים לקבל את הטכנולוגיה הזו בסביבת ייצור'.אז חיכינו וחיכינו", אמר מנהל מרכז הכשירות לייצור תוסף של UL.אמר פול בייטס, מנהל ונשיא קבוצת המשתמשים בייצור תוסף." אבל אני חושב שאנחנו סוף סוף מגיעים לנקודה שבה הכל מתכנס וזה קורה".
דן דייויס הוא העורך הראשי של The FABRICATOR, מגזין ייצור ויצירת מתכות בתפוצה הגדולה ביותר בתעשייה, ופרסומי אחיו, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal ו-The Welder. הוא עובד על פרסומים אלה מאז אפריל 2002.
הדו"ח התוסף מתמקד בשימוש בטכנולוגיות ייצור תוספים בייצור בעולם האמיתי. יצרנים כיום משתמשים בהדפסת תלת מימד לייצור כלים ומתקנים, וחלקם אף משתמשים ב-AM לעבודות ייצור בנפח גבוה. הסיפורים שלהם יוצגו כאן.