Het volledige autochassis van Divergent3D is 3D-geprint. Het maakte zijn publieke debuut op de stand van SLM Solutions op Formnext 2018 in Frankfurt, Duitsland, van 13 tot 16 november.
Als u enige praktische kennis heeft van additive manufacturing (AM), bent u waarschijnlijk bekend met 3D-printnozzles voor GE's Leap-straalmotorplatform. De zakelijke pers bericht dit verhaal sinds 2012, aangezien het inderdaad het eerste goed gepubliceerde geval was van AM in actie in een echte productieomgeving.
Brandstofsproeiers uit één stuk vervangen wat vroeger een assemblage van 20 onderdelen was. Het moest ook een robuust ontwerp hebben omdat het werd blootgesteld aan temperaturen tot wel 2400 graden Fahrenheit in de straalmotor. Het onderdeel ontving vluchtcertificering in 2016.
Vandaag de dag heeft GE Aviation naar verluidt meer dan 16.000 toezeggingen voor zijn Leap-motoren. Vanwege de grote vraag meldde het bedrijf dat het in de herfst van 2018 zijn 30.000ste 3D-geprinte tankmondstuk heeft geprint. GE Aviation produceert deze onderdelen in Auburn, Alabama, waar het meer dan 40 metalen 3D-printers gebruikt voor de productie van onderdelen. GE Aviation meldt dat elke Leap-motor 19 3D-geprinte brandstofmondstukken heeft.
Ambtenaren van GE zijn misschien moe van het praten over brandstofsproeiers, maar het maakte de weg vrij voor het AM-succes van het bedrijf. In feite beginnen alle nieuwe motorontwerpvergaderingen eigenlijk met een discussie over hoe additive manufacturing kan worden opgenomen in productontwikkelingsinspanningen. De nieuwe GE 9X-motor die momenteel wordt gecertificeerd, heeft bijvoorbeeld 28 brandstofsproeiers en een 3D-geprinte verbrandingsmenger. helpen het motorgewicht met 5 procent te verminderen.
"Wat we de afgelopen jaren hebben gedaan, is leren om echt grote additief gefabriceerde onderdelen te maken", zei Eric Gatlin, hoofd van het additive manufacturing-team bij GE Aviation, in een toespraak tot de verzamelde menigte op de stand van het bedrijf op Formnext 2018 in Frankfurt, Duitsland., begin november.
Gatlin noemde de omarming van AM een "paradigmaverschuiving" voor GE Aviation. Zijn bedrijf is echter niet de enige. Exposanten op Formnext merkten op dat er dit jaar meer fabrikanten (OEM's en Tier 1's) aanwezig waren op de show dan ooit tevoren. , automobiel- en transportbedrijven Er wordt op een nieuwe manier naar technologie gekeken. Een veel serieuzere manier.
Tijdens een Formnext-persconferentie deelde Ultimaker Senior Vice President Paul Heiden details over hoe Ford de 3D-printers van het bedrijf in de fabriek in Keulen, Duitsland, gebruikte om productietools voor de Ford Focus te maken. Hij zei dat het bedrijf ongeveer 1.000 euro per printtool bespaarde in vergelijking met het kopen van dezelfde tool van een externe leverancier.
Als productie-ingenieurs tools nodig hebben, kunnen ze het ontwerp in 3D CAD-modelleringssoftware laden, het ontwerp polijsten, naar een printer sturen en het binnen enkele uren laten afdrukken. Ontwikkelingen in de software, zoals het opnemen van meer materiaalsoorten, hebben ontwerptools gemakkelijker gemaakt, zodat zelfs "ongetrainde mensen" met de software kunnen werken, zei Heiden.
Nu Ford in staat is om het nut van 3D-geprinte gereedschappen en armaturen aan te tonen, zei Heiden dat de volgende stap voor het bedrijf is om het probleem van de voorraad reserveonderdelen aan te pakken. In plaats van honderden onderdelen op te slaan, zullen 3D-printers worden gebruikt om ze te printen zoals ze zijn besteld. Van daaruit wordt verwacht dat Ford zal zien wat voor impact de technologie kan hebben bij het produceren van onderdelen.
Andere automobielbedrijven integreren al op fantasierijke manieren 3D-printtools. Ultimaker geeft voorbeelden van tools die Volkswagen gebruikt in zijn fabriek in Palmela, Portugal:
Geproduceerd op een Ultimaker 3D-printer, wordt de tool gebruikt om boutplaatsing te begeleiden tijdens wielplaatsing in de Volkswagen-assemblagefabriek in Portugal.
Als het gaat om het herdefiniëren van autoproductie, denken anderen veel groter. Kevin Czinger van Divergent3D is een van hen.
Czinger wil de manier waarop auto's worden gebouwd heroverwegen. Hij wil een nieuwe aanpak creëren met behulp van geavanceerde computermodellering en AM om chassis te creëren dat lichter is dan traditionele frames, minder onderdelen bevat, betere prestaties levert en goedkoper te produceren is. Divergent3D presenteerde zijn 3D-geprinte chassis op de stand van SLM Solutions Group AG op Formnext.
Het chassis dat op de SLM 500-machine is afgedrukt, bestaat uit zelfbevestigende knooppunten die na het printen allemaal in elkaar passen.Divergent3D-functionarissen zeggen dat deze benadering van chassisontwerp en montage $ 250 miljoen kan besparen door gereedschapskosten te elimineren en onderdelen met 75 procent te verminderen.
Het bedrijf hoopt dit type productie-eenheid in de toekomst aan autofabrikanten te verkopen.Divergent3D en SLM zijn een nauwe strategische samenwerking aangegaan om dit doel te bereiken.
Senior Flexonics is geen bedrijf dat bekend is bij het publiek, maar het is een belangrijke leverancier van componenten aan bedrijven in de automobiel-, diesel-, medische, olie- en gas- en energieopwekkingsindustrie. Vertegenwoordigers van het bedrijf ontmoetten vorig jaar GKN Powder Metallurgy om de mogelijkheden van 3D-printen te bespreken, en de twee deelden hun succesverhalen op Formnext 2018.
Componenten die opnieuw zijn ontworpen om te profiteren van AM zijn inlaat- en uitlaatkleppen voor uitlaatgasrecirculatiekoelers voor commerciële vrachtwagentoepassingen, zowel op als buiten de snelweg. Advanced Flexonics is geïnteresseerd om te zien of er efficiëntere manieren zijn om prototypen te maken die bestand zijn tegen praktijktesten en mogelijk massaproductie. Met jarenlange kennis van het produceren van onderdelen voor auto- en industriële toepassingen, heeft GKN een diepgaand begrip van de functionele porositeit van metalen onderdelen.
Dit laatste is belangrijk omdat veel ingenieurs geloven dat onderdelen voor bepaalde industriële voertuigtoepassingen een dichtheid van 99% vereisen. In veel van deze toepassingen is dat niet het geval, volgens Adrian Keppler, CEO van EOS, waarvan de leverancier en partner van de machinetechnologie getuigt.
Na het ontwikkelen en testen van onderdelen gemaakt van EOS StainlessSteel 316L VPro-materiaal, ontdekte Senior Flexonics dat additief vervaardigde onderdelen voldeden aan hun prestatiedoelen en sneller konden worden vervaardigd dan gegoten onderdelen. Het portaal kan bijvoorbeeld in 70% van de tijd worden 3D-geprint in vergelijking met het gietproces. Tijdens de persconferentie erkenden alle partijen die bij het project betrokken waren dat dit een groot potentieel heeft voor toekomstige serieproductie.
"Je moet opnieuw nadenken over hoe onderdelen worden gemaakt," zei Kepler. "Je moet anders naar productie kijken.Dit zijn geen giet- of smeedstukken.”
Voor velen in de AM-industrie is het de heilige graal om te zien dat de technologie wijdverspreid wordt toegepast in productieomgevingen met grote volumes. In de ogen van velen zou dit volledige acceptatie betekenen.
AM Technology wordt gebruikt om deze inlaat- en uitlaatkleppen te produceren voor uitlaatgasrecirculatiekoelers voor commerciële vrachtwagentoepassingen. De maker van deze prototype-onderdelen, Senior Flexonics, onderzoekt andere toepassingen voor 3D-printen binnen zijn bedrijf.
Met dit in gedachten werken materiaal-, software- en machineontwikkelaars hard om producten te leveren die dit mogelijk maken.Materiaalfabrikanten zijn op zoek naar poeders en kunststoffen die op een herhaalbare manier aan prestatieverwachtingen kunnen voldoen.Softwareontwikkelaars proberen hun materiaaldatabases uit te breiden om simulaties realistischer te maken.Machinebouwers ontwerpen cellen die sneller werken en een groter productiebereik hebben om meer onderdelen tegelijk te kunnen verwerken.Er moet nog werk worden verzet, maar er is veel opwinding over de toekomst van additive manufacturing in real-world manufacturing.
"Ik zit al 20 jaar in deze branche en gedurende die tijd hoorde ik steeds: 'We staan ​​op het punt deze technologie in een productieomgeving te krijgen.'Dus hebben we gewacht en gewacht”, aldus UL's Additive Manufacturing Competency Center Director.zei Paul Bates, Manager en President van de Additive Manufacturing User Group. "Maar ik denk dat we eindelijk het punt bereiken waarop alles samenkomt en het gebeurt."
Dan Davis is hoofdredacteur van The FABRICATOR, het tijdschrift met de grootste oplage in de branche voor metaalproductie en -vorming, en zijn zusterpublicaties, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal en The Welder. Hij werkt sinds april 2002 aan deze publicaties.
Het Additive Report richt zich op het gebruik van additive manufacturing-technologieën in real-world productie. Fabrikanten gebruiken tegenwoordig 3D-printen om gereedschappen en armaturen te maken, en sommige gebruiken AM zelfs voor productiewerk in grote volumes. Hun verhalen zullen hier worden gepresenteerd.