Ford ведет инновации 3D-печати: Инсайты от лидера аддитивного производства Гарольда Сёрса

Как выглядит будущее автомобильного производства? Ford Motor Company может просто иметь ответ.

Летом 2018 года Ford открыла свой передовой Advanced Manufacturing Center в Мичигане. 135 000 кв. футов, $45 млн объект объединяет коллаборативных роботов, VR, AR и надежную экосистему 3D-печати — размещая 23 промышленных 3D-принтера, которые уже формируют разработку продукта и исследуют интеграцию в производственные линии.

Гарольд Сёрс об эволюции аддитивного производства

С 25 годами в индустрии, Гарольд Сёрс, Технический лидер технологий аддитивного производства в Ford, объясняет, как область двинулась от простых концептуальных моделей к высокопроизводительным производственным деталям.

• Ранняя 3D-печать была ограничена визуальными прототипами.
• Прогресс в долговечных материалах обеспечил функциональные прототипы.
• Сегодня AM используется для прототипа, оснастки и даже готовых автомобильных компонентов.

Последние пять лет ускорили функциональную роль AM далеко за первый десятилетие, делая её интегральной для ежедневной инженерии и производства.

Текущая AM-стратегия и ценность Ford

Ford производит десятки тысяч 3D-напечатанных деталей ежегодно для прототипной разработки. Компания теперь расширяет AM на производственный пол, фокусируясь на:

• Эффективном оснастке, приспособлениях и фикстурах, сокращающих время наладки.
• Автомобиль-специфичных деталях, спроектированных для производственного использования.
• Сотрудничестве с поставщиками для разработки материалов и строительных объемов, отвечающих автозапросам.

В отличие от авиакосмической или медицинской секторов, автопрому нужны уникальные материалы и более крупные строительные объемы; Ford стремится возглавить отрасль в этих областях.

Ключевые автозапросы к AM

• UV-устойчивость: Материалы должны выдерживать постоянную UV-экспозицию.
• Температурная толерантность: Детали должны выдерживать большие тепловые колебания.
• Строительный объем: Крупные детали требуют машин с расширенными объемами печати.
• Пропускная способность: Производственные объемы требуют деталей, производимых за минуты или секунды, не часы.

Будущие объемные прогнозы

Пять лет назад AM могло производить несколько тысяч деталей; сегодня оно достигает десятков тысяч. В течение 3–5 лет Ford предвидит производственные мощности 400–500 тыс. деталей в месяц, существенный скачок к высокообъемному автопроизводству.

Истории успеха в разработке продукта

AM-программа Ford драматически ускорила циклы прототипирования:

• Инженеры могут одновременно печатать несколько дизайн-вариантов, обеспечивая параллельное тестирование.
• Быстрая итерация снижает затраты на оснастку и сокращает тайм-ту-маркет.
• Эргономичная оснастка, созданная через AM, улучшает комфорт оператора и качество продукта.
• Ранние проекты интеграции AM прогнозируют экономию более $2 млн.

Следующие пять лет: Полимеры, металлы и далее

Пока металлический AM остается заметным, полимерные и пластиковые технологии набирают тягу. Ford продолжит исследовать оба потока, балансируя их сильные и слабые стороны. Акцент также будет на:

• Уточнении программных инструментов для Design for Additive Manufacturing (DfAM).
• Улучшении генеративного и топологического ПО оптимизации для интуитивного использования.
• Обучении персонала мыслить в AM-центричных дизайн-принципах.

Железо, ПО и обучение должны эволюционировать вместе, чтобы разблокировать полный потенциал AM.

Advanced Manufacturing Center: Видение и сотрудничество

Центр служит коллаборативным хабом, где Ford'engage с тир-один поставщиками и 3D-печатающими вендорами. Особенности включают:

• Гибкое пространство пола для консигнационного тестирования новых машин.
• Практические циклы обратной связи для разработки материалов и процессов.
• Ко-создание авто-специфичных деталей с партнерами.

Что дальше для Ford в 2019 и далее

Инвестиции Ford в Advanced Manufacturing Center превратятся в:

• Производство 3D-напечатанных компонентов для грядущих автомобилей.
• Новые применения, оптимизирующие производство, ускоряющие разработку и повышающие качество.
• Глубокую интеграцию AM в повседневные операции, движущиеся от исключения к стандартной практике.