Toàn bộ khung gầm ô tô của Divergent3D được in 3D. Nó đã ra mắt công chúng tại gian hàng Giải pháp SLM tại Formnext 2018 ở Frankfurt, Đức, từ ngày 13 đến ngày 16 tháng 11.
Nếu bạn có bất kỳ kiến ​​thức làm việc nào về sản xuất bồi đắp (AM), thì có lẽ bạn đã quen thuộc với vòi phun in 3D cho nền tảng động cơ phản lực Leap của GE. Báo chí kinh doanh đã đưa tin về câu chuyện này từ năm 2012, vì đây thực sự là trường hợp AM được công bố rộng rãi đầu tiên trong môi trường sản xuất thực tế.
Các vòi phun nhiên liệu nguyên khối thay thế cho bộ phận từng là một cụm 20 bộ phận. Nó cũng phải có thiết kế chắc chắn vì phải tiếp xúc với nhiệt độ cao tới 2.400 độ F bên trong động cơ phản lực. Bộ phận này đã nhận được chứng nhận chuyến bay vào năm 2016.
Hiện nay, GE Aviation được cho là có hơn 16.000 cam kết cho các động cơ Leap của mình. Do nhu cầu cao, công ty cho biết họ đã in vòi phun nhiên liệu in 3D thứ 30.000 vào mùa thu năm 2018. GE Aviation sản xuất các bộ phận này ở Auburn, Alabama, nơi họ vận hành hơn 40 máy in 3D kim loại để sản xuất linh kiện. GE Aviation báo cáo rằng mỗi động cơ Leap có 19 vòi phun nhiên liệu in 3D.
Các quan chức của GE có thể mệt mỏi khi nói về các vòi phun nhiên liệu, nhưng nó đã mở đường cho sự thành công AM của công ty. Trên thực tế, tất cả các cuộc họp về thiết kế động cơ mới thực sự bắt đầu bằng một cuộc thảo luận về cách kết hợp sản xuất bồi đắp vào các nỗ lực phát triển sản phẩm. Ví dụ, động cơ GE 9X mới hiện đang được chứng nhận có 28 vòi phun nhiên liệu và bộ trộn đốt được in 3D. giúp giảm 5% trọng lượng động cơ.
Eric Gatlin, trưởng nhóm sản xuất đắp dần tại GE Aviation, cho biết: “Những gì chúng tôi đã làm trong vài năm qua là học cách tạo ra các bộ phận sản xuất bồi đắp thực sự lớn., đầu tháng 11.
Gatlin tiếp tục gọi việc áp dụng AM là một "sự thay đổi mô hình" cho GE Aviation. Tuy nhiên, công ty của ông không đơn độc. Các nhà triển lãm tại Formnext lưu ý rằng có nhiều nhà sản xuất (OEM và Cấp 1) tại triển lãm năm nay hơn bao giờ hết. và các công ty vận tải Công nghệ này đang được xem xét theo một cách mới. Một cách nghiêm túc hơn nhiều.
Tại một cuộc họp báo của Formnext, Phó chủ tịch cấp cao của Ultimaker Paul Heiden đã chia sẻ chi tiết về cách Ford sử dụng máy in 3D của công ty tại nhà máy ở Cologne, Đức để tạo ra các công cụ sản xuất cho Ford Focus. Ông cho biết công ty đã tiết kiệm được khoảng 1.000 euro cho mỗi công cụ in so với việc mua cùng một công cụ từ nhà cung cấp bên ngoài.
Heiden cho biết, nếu các kỹ sư sản xuất gặp phải nhu cầu về công cụ, họ có thể tải thiết kế vào phần mềm mô hình 3D CAD, đánh bóng thiết kế, gửi đến máy in và in trong vòng vài giờ. Những cải tiến trong phần mềm, chẳng hạn như kết hợp nhiều loại vật liệu hơn, đã giúp tạo ra các công cụ thiết kế dễ dàng hơn, vì vậy, ngay cả những người “chưa qua đào tạo” cũng có thể làm việc thông qua phần mềm, Heiden nói.
Với việc Ford có thể chứng minh tính hữu ích của các công cụ và đồ đạc được in 3D, Heiden cho biết bước tiếp theo của công ty là giải quyết vấn đề tồn kho phụ tùng thay thế. Thay vì lưu trữ hàng trăm bộ phận, máy in 3D sẽ được sử dụng để in chúng khi chúng được đặt hàng. Từ đó, Ford dự kiến ​​sẽ xem loại tác động nào mà công nghệ có thể có trong việc sản xuất các bộ phận.
Các công ty ô tô khác đã kết hợp các công cụ in 3D theo những cách sáng tạo. Ultimaker cung cấp các ví dụ về các công cụ mà Volkswagen sử dụng tại nhà máy của mình ở Palmela, Bồ Đào Nha:
Được sản xuất trên máy in 3D Ultimaker, công cụ này được sử dụng để hướng dẫn vị trí bu-lông trong quá trình đặt bánh xe tại nhà máy lắp ráp Volkswagen ở Bồ Đào Nha.
Khi nói đến việc xác định lại ngành sản xuất ô tô, những người khác đang nghĩ lớn hơn nhiều. Kevin Czinger của Divergent3D là một trong số đó.
Czinger muốn suy nghĩ lại về cách chế tạo ô tô. Anh ấy muốn tạo ra một cách tiếp cận mới bằng cách sử dụng mô hình máy tính tiên tiến và AM để tạo ra khung xe nhẹ hơn khung truyền thống, chứa ít bộ phận hơn, mang lại hiệu suất cao hơn và sản xuất ít tốn kém hơn. Divergent3D đã giới thiệu khung xe in 3D của mình tại gian hàng của SLM Solutions Group AG tại Formnext.
Khung được in trên máy SLM 500 bao gồm các nút tự cố định, tất cả đều khớp với nhau sau khi in. Các quan chức của Divergent3D cho biết phương pháp thiết kế và lắp ráp khung này có thể tiết kiệm 250 triệu đô la trong việc loại bỏ chi phí dụng cụ và giảm 75% các bộ phận.
Công ty hy vọng sẽ bán loại đơn vị sản xuất này cho các nhà sản xuất ô tô trong tương lai. Divergent3D và SLM đã hình thành mối quan hệ đối tác chiến lược chặt chẽ để đạt được mục tiêu này.
Senior Flexonics không phải là một công ty nổi tiếng với công chúng, nhưng nó là nhà cung cấp linh kiện chính cho các công ty trong ngành ô tô, dầu diesel, y tế, dầu khí và sản xuất điện. Đại diện của công ty đã gặp GKN Powder Metallurgy vào năm ngoái để thảo luận về khả năng in 3D và cả hai đã chia sẻ câu chuyện thành công của họ tại Formnext 2018.
Các bộ phận được thiết kế lại để tận dụng lợi thế của AM là các van nạp và van xả cho bộ làm mát tuần hoàn khí thải dành cho các ứng dụng xe tải thương mại, cả trên đường trường và đường cao tốc. Advanced Flexonics quan tâm đến việc xem liệu có cách nào hiệu quả hơn để tạo ra các nguyên mẫu có thể chịu được thử nghiệm trong thế giới thực và có thể sản xuất hàng loạt hay không. Với nhiều năm kiến ​​thức về sản xuất các bộ phận cho các ứng dụng ô tô và công nghiệp, GKN có hiểu biết sâu sắc về độ xốp chức năng của các bộ phận kim loại.
Điều thứ hai rất quan trọng vì nhiều kỹ sư tin rằng các bộ phận cho một số ứng dụng xe công nghiệp yêu cầu mật độ 99%. Trong nhiều ứng dụng này, điều đó không đúng, theo Giám đốc điều hành của EOS, Adrian Keppler, người mà nhà cung cấp công nghệ máy móc và đối tác chứng thực.
Sau khi phát triển và thử nghiệm các bộ phận được làm từ vật liệu EOS StainlessSteel 316L VPro, Senior Flexonics nhận thấy rằng các bộ phận được sản xuất bằng phương pháp bồi đắp đáp ứng các mục tiêu về hiệu suất và có thể được sản xuất nhanh hơn các bộ phận đúc. Ví dụ: cổng thông tin có thể được in 3D trong 70% thời gian so với quy trình đúc. Tại cuộc họp báo, tất cả các bên tham gia dự án đều thừa nhận rằng điều này có tiềm năng lớn cho sản xuất hàng loạt trong tương lai.
“Bạn phải suy nghĩ lại về cách các bộ phận được tạo ra,” Kepler nói. “Bạn phải nhìn nhận quá trình sản xuất theo cách khác.Đây không phải là đúc hay rèn.
Đối với nhiều người trong ngành công nghiệp AM, điều tuyệt vời nhất là chứng kiến ​​công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong các môi trường sản xuất quy mô lớn. Trong mắt nhiều người, điều này thể hiện sự chấp nhận hoàn toàn.
Công nghệ AM được sử dụng để sản xuất các van đầu vào và đầu ra này cho bộ làm mát tuần hoàn khí thải cho các ứng dụng xe tải thương mại. Nhà sản xuất các bộ phận nguyên mẫu này, Senior Flexonics, đang nghiên cứu các cách sử dụng khác cho in 3D trong công ty của mình.
Với suy nghĩ này, các nhà phát triển vật liệu, phần mềm và máy móc đang nỗ lực để cung cấp các sản phẩm cho phép điều này. Các nhà sản xuất vật liệu đang tìm cách tạo ra các loại bột và nhựa có thể đáp ứng các kỳ vọng về hiệu suất theo cách có thể lặp lại. Các nhà phát triển phần mềm đang cố gắng mở rộng cơ sở dữ liệu vật liệu của họ để làm cho mô phỏng trở nên thực tế hơn. Các nhà chế tạo máy đang thiết kế các tế bào chạy nhanh hơn và có phạm vi sản xuất lớn hơn để chứa nhiều bộ phận hơn cùng một lúc. Công việc vẫn đang được thực hiện nhưng có rất nhiều điều thú vị về tương lai của sản xuất bồi đắp trong sản xuất trong thế giới thực.
“Tôi đã làm việc trong ngành này được 20 năm và trong thời gian đó, tôi liên tục nghe được rằng 'Chúng ta sắp đưa công nghệ này vào môi trường sản xuất.'Vì vậy, chúng tôi đã chờ đợi và chờ đợi,” Giám đốc Trung tâm Năng lực Sản xuất đắp dần của UL cho biết.Paul Bates, Giám đốc kiêm Chủ tịch của Nhóm người dùng sản xuất phụ gia cho biết. “Nhưng tôi nghĩ rằng cuối cùng chúng ta cũng sắp đạt được điểm mà mọi thứ đang hội tụ và nó đang diễn ra.”
Dan Davis là tổng biên tập của The FABRICATOR, tạp chí chế tạo và tạo hình kim loại có số lượng phát hành lớn nhất trong ngành, và các ấn phẩm chị em của nó, STAMPING Journal, Tube & Pipe Journal và The Welder. Ông đã làm việc trên các ấn phẩm này từ tháng 4 năm 2002.
Báo cáo Phụ gia tập trung vào việc sử dụng các công nghệ sản xuất phụ gia trong sản xuất trong thế giới thực. Các nhà sản xuất ngày nay đang sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo công cụ và đồ đạc, thậm chí một số còn sử dụng AM cho công việc sản xuất khối lượng lớn. Câu chuyện của họ sẽ được trình bày tại đây.