Divergent3D:s hela bilchassi är 3D-utskrivet. Det gjorde sin offentliga debut på SLM Solutions monter på Formnext 2018 i Frankfurt, Tyskland, från 13 till 16 november.
Om du har några praktiska kunskaper om additiv tillverkning (AM), är du förmodligen bekant med 3D-utskriftsmunstycken för GE:s Leap jetmotorplattform. Affärspressen har täckt denna historia sedan 2012, eftersom det verkligen var det första välpublicerade fallet av AM i aktion i en verklig produktionsmiljö.
Bränslemunstycken i ett stycke ersätter vad som brukade vara en 20-delad enhet. Den måste också ha en robust design eftersom den exponerades för temperaturer så höga som 2 400 grader Fahrenheit inuti jetmotorn. Delen fick flygcertifiering 2016.
Idag har GE Aviation enligt uppgift mer än 16 000 åtaganden för sina Leap-motorer. På grund av stark efterfrågan rapporterade företaget att man skrev ut sitt 30 000:e 3D-utskrivna bränslemunstycke hösten 2018. GE Aviation tillverkar dessa delar i Auburn, Alabama, där man driver mer än 40 metall-3D-skrivare som producerar 3D-skrivare av metall som Leap 9D-skrivare för 3D-utskrifter. munstycken.
GE-tjänstemän kan vara trötta på att prata om bränslemunstycken, men det banade väg för företagets AM-framgång. Faktum är att alla möten för nya motorkonstruktioner börjar faktiskt med en diskussion om hur man kan införliva additiv tillverkning i produktutvecklingsarbetet. Till exempel har den nya GE 9X-motorn som för närvarande genomgår certifiering 28 bränslemunstycken och en 3D-rekonstruktionsmotor är en annan typ av 3D-rekonstruktion, en turbomotor. har varit nästan samma design i cirka 50 år och kommer att ha 12 3D-printade delar som hjälper till att minska motorvikten med 5 procent.
"Vad vi har gjort de senaste åren är att lära oss att göra riktigt stora additivt tillverkade delar," sa Eric Gatlin, chef för additiv tillverkningsteamet på GE Aviation, när han talade till den samlade publiken vid företagets monter på Formnext 2018 i Frankfurt, Tyskland., början av november.
Gatlin fortsatte med att kalla omfamningen av AM för ett "paradigmskifte" för GE Aviation. Men hans företag är inte ensamt. Utställare på Formnext noterade att det fanns fler tillverkare (OEMs och Tier 1s) på årets mäss än någonsin tidigare. (Mässtjänstemän rapporterade att 26 919 personer deltog i evenemanget, en ökning med 205 procent från 205 procent till tillverkaren. s har lett strävan att göra additiv tillverkning till verklighet på verkstadsgolvet, fordons- och transportföretagen. Tekniken betraktas på ett nytt sätt. Ett mycket mer seriöst sätt.
Vid en presskonferens på Formnext delade Ultimaker Senior Vice President Paul Heiden detaljer om hur Ford använde företagets 3D-skrivare vid sin fabrik i Köln, Tyskland, för att skapa produktionsverktyg för Ford Focus. Han sa att företaget sparade cirka 1 000 euro per utskriftsverktyg jämfört med att köpa samma verktyg från en extern leverantör.
Om tillverkningsingenjörer står inför ett behov av verktyg kan de ladda designen i 3D CAD-modelleringsprogramvara, polera designen, skicka den till en skrivare och få den utskriven inom några timmar. Framsteg inom mjukvara, som att införliva fler materialtyper, har hjälpt till att göra designverktyg enklare, så även "otränade" kan arbeta genom programvaran, sa Heiden.
Med Ford kunna demonstrera användbarheten av 3D-utskrivna verktyg och fixturer, sa Heiden att nästa steg för företaget är att ta itu med problemet med reservdelslager.Istället för att lagra hundratals delar kommer 3D-skrivare att användas för att skriva ut dem allt eftersom de beställs. Därifrån förväntas Ford se vilken typ av inverkan tekniken kan ha vid tillverkning av delar.
Andra fordonsföretag använder redan 3D-utskriftsverktyg på fantasifulla sätt. Ultimaker ger exempel på verktyg som Volkswagen använder vid sin fabrik i Palmela, Portugal:
Tillverkat på en Ultimaker 3D-skrivare, används verktyget för att styra bultplacering under hjulplacering på Volkswagens monteringsfabrik i Portugal.
När det gäller att omdefiniera biltillverkning tänker andra mycket större.Kevin Czinger från Divergent3D är en av dem.
Czinger vill tänka om hur bilar är byggda. Han vill skapa ett nytt tillvägagångssätt med hjälp av avancerad datormodellering och AM för att skapa chassier som är lättare än traditionella ramar, innehåller färre delar, ger högre prestanda och är billigare att producera.Divergent3D visade upp sitt 3D-tryckta chassi på SLM Solutions Group AG-montern på Formnext.
Chassit som är tryckt på SLM 500-maskinen består av självfixerande noder som alla passar ihop efter utskrift.Divergent3D-tjänstemän säger att detta tillvägagångssätt för chassidesign och montering skulle kunna spara $250 miljoner på att eliminera verktygskostnader och minska delar med 75 procent.
Företaget hoppas kunna sälja denna typ av tillverkningsenhet till biltillverkare i framtiden.Divergent3D och SLM har bildat ett nära strategiskt partnerskap för att uppnå detta mål.
Senior Flexonics är inte ett företag som är välkänt för allmänheten, men det är en stor leverantör av komponenter till företag inom fordons-, diesel-, medicin-, olje- och gasindustrin och kraftgenereringsindustrin. Företagsrepresentanter träffade GKN Powder Metallurgy förra året för att diskutera möjligheterna med 3D-utskrift, och de två delade med sig av sina framgångsberättelser på Formnext 2018.
Komponenter som designats om för att dra nytta av AM är insugs- och avgasventiler för avgasrecirkulationskylare för kommersiella lastbilstillämpningar, både på och utanför motorväg. Avancerade Flexonics är intresserade av att se om det finns mer effektiva sätt att skapa prototyper som tål verkliga tester och möjligen massproduktion. funktionell porositet hos metalldelar.
Det senare är viktigt eftersom många ingenjörer tror att delar för vissa industrifordonstillämpningar kräver 99 % densitet. I många av dessa applikationer är det inte fallet, enligt EOS VD Adrian Keppler, vilket maskinteknikleverantören och partnern intygar.
Efter att ha utvecklat och testat delar tillverkade av EOS StainlessSteel 316L VPro-material, fann Senior Flexonics att additivt tillverkade delar uppfyllde sina prestationsmål och kunde tillverkas snabbare än gjutna delar. Portalen kan till exempel 3D-utskrivas på 70 % av tiden jämfört med gjutningsprocessen. Vid presskonferensen hade alla parter stor potential för projektets produktion.
"Du måste tänka om hur delar tillverkas," sa Kepler. "Du måste se på tillverkningen annorlunda.Det här är inte gjutgods eller smide.”
För många inom AM-branschen är den heliga graalen att se tekniken få utbredd användning i högvolymtillverkningsmiljöer. I mångas ögon skulle detta representera fullständig acceptans.
AM Technology används för att tillverka dessa inlopps- och utloppsventiler för avgasrecirkulationskylare för kommersiella lastbilstillämpningar. Tillverkaren av dessa prototypdelar, Senior Flexonics, undersöker andra användningsområden för 3D-utskrift inom sitt företag.
Med detta i åtanke arbetar material-, mjukvaru- och maskinutvecklare hårt för att leverera produkter som möjliggör detta. Materialtillverkare letar efter att skapa pulver och plaster som kan möta prestandaförväntningarna på ett repeterbart sätt. Programutvecklare försöker utöka sina materialdatabaser för att göra simuleringar mer realistiska. Maskinbyggare designar celler som går snabbare och har större produktionsserier samtidigt, men det finns fortfarande en hel del för att kunna ta emot flera delar. framtiden för additiv tillverkning i verklig tillverkning.
"Jag har varit i den här branschen i 20 år, och under den tiden hörde jag hela tiden "Vi håller på att få in den här tekniken i en produktionsmiljö."Så vi väntade och väntade”, säger UL:s chef för kompetenscentrum för additiv tillverkning.sa Paul Bates, chef och VD för Additive Manufacturing User Group." Men jag tror att vi äntligen kommer till den punkt där allt går ihop och det händer."
Dan Davis är chefredaktör för The FABRICATOR, branschens största cirkulationstidning för metalltillverkning och formning, och dess systerpublikationer, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal och The Welder. Han har arbetat med dessa publikationer sedan april 2002.
Additive Report fokuserar på användningen av additiv tillverkningsteknik i verklig tillverkning. Tillverkare idag använder 3D-utskrift för att göra verktyg och fixturer, och vissa använder till och med AM för produktion av stora volymer. Deras berättelser kommer att presenteras här.