Все автомобильное шасси Divergent3D напечатано на 3D-принтере. Его публичный дебют состоялся на стенде SLM Solutions на выставке Formnext 2018 во Франкфурте, Германия, с 13 по 16 ноября.
Если у вас есть какие-либо практические знания в области аддитивного производства (АП), вы, вероятно, знакомы с соплами для 3D-печати для платформы реактивных двигателей GE Leap. Деловая пресса освещает эту историю с 2012 года, поскольку это действительно был первый широко разрекламированный случай аддитивного производства в реальных производственных условиях.
Цельные топливные форсунки заменяют то, что раньше было сборкой из 20 частей. Они также должны были иметь прочную конструкцию, поскольку внутри реактивного двигателя они подвергались воздействию температур до 2400 градусов по Фаренгейту. Деталь получила летную сертификацию в 2016 году.
На сегодняшний день у GE Aviation есть более 16 000 заказов на двигатели Leap. Из-за высокого спроса компания сообщила, что осенью 2018 года она напечатала 30 000-й 3D-печатный топливный пистолет. GE Aviation производит эти детали в Оберне, штат Алабама, где для производства деталей используется более 40 металлических 3D-принтеров.
Должностные лица GE, возможно, устали говорить о топливных форсунках, но это проложило путь к успеху компании в области AM. На самом деле, все встречи по проектированию новых двигателей фактически начинаются с обсуждения того, как включить аддитивное производство в усилия по разработке продукта. Например, новый двигатель GE 9X, который в настоящее время проходит сертификацию, имеет 28 топливных форсунок и напечатанный на 3D-принтере смеситель сгорания. Детали с D-печатью, которые помогают снизить вес двигателя на 5 процентов.
«Последние несколько лет мы учимся производить действительно большие детали, изготовленные методом аддитивного производства», — сказал Эрик Гатлин, руководитель группы аддитивного производства в GE Aviation, выступая перед собравшимися на стенде компании на выставке Formnext 2018 во Франкфурте, Германия., начало ноября.
Далее Гатлин назвал принятие AM «сдвигом парадигмы» для GE Aviation. Однако его компания не одинока. Участники Formnext отметили, что на выставке в этом году было больше производителей (OEM и Tier 1s), чем когда-либо прежде. Цеха, автомобильные и транспортные компании На технологии смотрят по-новому. Гораздо серьезнее.
На пресс-конференции Formnext старший вице-президент Ultimaker Пол Хайден поделился подробностями о том, как Ford использовал 3D-принтеры компании на своем заводе в Кельне, Германия, для создания производственных инструментов для Ford Focus.
Если инженеры-технологи сталкиваются с необходимостью в инструментах, они могут загрузить проект в программное обеспечение для трехмерного CAD-моделирования, отшлифовать его, отправить на принтер и распечатать в течение нескольких часов. Достижения в программном обеспечении, такие как включение большего количества типов материалов, помогли упростить инструменты проектирования, поэтому даже «неподготовленные» могут работать с программным обеспечением, сказал Хайден.
По словам Хейдена, поскольку Ford сможет продемонстрировать полезность инструментов и приспособлений, напечатанных на 3D-принтере, следующим шагом для компании станет решение проблемы инвентаризации запасных частей. Вместо хранения сотен деталей 3D-принтеры будут использоваться для их печати по мере заказа. После этого Ford, как ожидается, увидит, какое влияние технология может оказать на производство деталей.
Другие автомобильные компании уже творчески внедряют инструменты 3D-печати. ​​Ultimaker приводит примеры инструментов, которые Volkswagen использует на своем заводе в Палмеле, Португалия:
Этот инструмент, изготовленный на 3D-принтере Ultimaker, используется для направления болтов при установке колес на сборочном заводе Volkswagen в Португалии.
Когда дело доходит до переосмысления производства автомобилей, другие думают гораздо шире. Кевин Чингер из Divergent3D — один из них.
Цзингер хочет переосмыслить способ создания автомобилей. Он хочет создать новый подход, используя передовое компьютерное моделирование и AM для создания шасси, которое легче, чем традиционные рамы, содержит меньше деталей, обеспечивает более высокую производительность и дешевле в производстве. Divergent3D продемонстрировала свое шасси, напечатанное на 3D-принтере, на стенде SLM Solutions Group AG в Formnext.
Шасси, напечатанное на машине SLM 500, состоит из самофиксирующихся узлов, которые соединяются друг с другом после печати. ​​Чиновники Divergent3D говорят, что такой подход к проектированию и сборке шасси может сэкономить 250 миллионов долларов за счет устранения затрат на инструменты и сокращения количества деталей на 75 процентов.
Компания надеется в будущем продавать этот тип производственных единиц автопроизводителям. Divergent3D и SLM сформировали тесное стратегическое партнерство для достижения этой цели.
Senior Flexonics — малоизвестная компания, но она является крупным поставщиком компонентов для компаний автомобильной, дизельной, медицинской, нефтегазовой и энергетической отраслей. В прошлом году представители компании встретились с GKN Powder Metallurgy, чтобы обсудить возможности 3D-печати, и они поделились своими историями успеха на Formnext 2018.
Компонентами, переработанными для использования преимуществ AM, являются впускные и выпускные клапаны для охладителей рециркуляции отработавших газов для грузовых автомобилей, как на шоссе, так и на бездорожье. Advanced Flexonics заинтересованы в том, чтобы увидеть, существуют ли более эффективные способы создания прототипов, которые могут выдержать испытания в реальных условиях и, возможно, массовое производство. Имея многолетний опыт производства деталей для автомобильного и промышленного применения, GKN имеет глубокое понимание функциональной пористости металлических деталей.
Последнее важно, потому что многие инженеры считают, что детали для некоторых промышленных транспортных средств требуют плотности 99%. Во многих из этих приложений это не так, по словам генерального директора EOS Адриана Кеплера, что подтверждает поставщик машинных технологий и партнер.
После разработки и тестирования деталей, изготовленных из материала EOS StainlessSteel 316L VPro, компания Senior Flexonics обнаружила, что детали, изготовленные аддитивным способом, соответствуют заявленным характеристикам и могут быть изготовлены быстрее, чем литые детали. Например, портал может быть напечатан на 3D-принтере за 70 % времени по сравнению с процессом литья. На пресс-конференции все стороны, участвующие в проекте, признали, что это имеет большой потенциал для будущего серийного производства.
«Вы должны переосмыслить то, как изготавливаются детали, — сказал Кеплер. — Вы должны по-новому взглянуть на производство.Это не отливки и не поковки».
Для многих в индустрии аддитивного производства Святым Граалем является широкое распространение технологии в крупносерийных производственных средах. В глазах многих это означало бы полное признание.
AM Technology используется для производства этих впускных и выпускных клапанов для охладителей системы рециркуляции отработавших газов для грузовых автомобилей. Производитель этих прототипов деталей, Senior Flexonics, изучает другие варианты использования 3D-печати в своей компании.
Имея это в виду, разработчики материалов, программного обеспечения и машин усердно работают над созданием продуктов, которые позволяют это делать. Производители материалов стремятся создавать порошки и пластмассы, которые могут воспроизводимо соответствовать ожиданиям по производительности. Разработчики программного обеспечения пытаются расширить свои базы данных материалов, чтобы сделать моделирование более реалистичным. Машиностроители проектируют ячейки, которые работают быстрее и имеют более широкие производственные диапазоны, чтобы одновременно обрабатывать больше деталей.
«Я работаю в этой отрасли уже 20 лет, и все это время я постоянно слышал: «Мы собираемся внедрить эту технологию в производственную среду».Поэтому мы ждали и ждали», — сказал директор Центра компетенций UL в области аддитивного производства.сказал Пол Бейтс, менеджер и президент группы пользователей аддитивного производства. «Но я думаю, что мы, наконец, подошли к моменту, когда все сходится и это происходит».
Дэн Дэвис является главным редактором The FABRICATOR, крупнейшего в отрасли журнала по изготовлению и штамповке металлов, а также родственных ему изданий STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal и The Welder. Он работает над этими изданиями с апреля 2002 года.
В отчете об аддитивных технологиях основное внимание уделяется использованию технологий аддитивного производства в реальном производстве. Сегодня производители используют 3D-печать для изготовления инструментов и приспособлений, а некоторые даже используют аддитивное производство для крупносерийного производства. Их истории будут представлены здесь.