Интервью с экспертом:Джонатан Варбрик из Graphite Additive Manufacturing о достижении успеха с помощью 3D-печати

Ситуация с сервисными бюро AM быстро меняется по мере того, как движение к производству продолжается. Более чем когда-либо сервисные бюро должны быть гибкими и уметь адаптироваться к отрасли, которая находится в постоянном движении.

Graphite Additive Manufacturing - британский поставщик услуг AM, предлагающий решения для промышленной 3D-печати. Благодаря прочным связям с миром британской Формулы-1 и автоспорта, решения Graphite включают в себя производственные детали, инструменты, концептуальные модели и прототипы.

Мы поговорим с менеджером по развитию бизнеса Graphite Джонатаном Варбриком, чтобы обсудить, как ему удается опережать игру, возможности AM и что нужно сегодня для успеха в качестве сервисного бюро.

Какова миссия Graphite?

Наша цель в Graphite - помочь нашим клиентам найти лучшие решения с использованием аддитивного производства, от создания прототипов до производство. Это включает в себя помощь им в понимании того, какие технологии и материалы лучше всего подходят для их применения. Мы отличаемся от многих других сервисных бюро тем, что сами производим материалы.

Наш управляющий директор Кевин Ламбурн , Во время работы в Red Bull Racing он обнаружил, что не может получить технические знания от британских сервисных бюро, чтобы реально поддерживать проекты высокого уровня, которыми он руководил.

В результате этого опыта Кевин основал Graphite в 2012 году, чтобы заполнить этот пробел и стать лучшим сервисным бюро аддитивного производства для дизайнеров и инженеров, а также предоставить лучшую в своем классе техническую помощь нашим клиентам из разных стран. прототипирование в производство.

Великобритания является мировым лидером в области инноваций в автоспорте, и аддитивное производство играет ключевую роль. Поэтому вначале нашей основной отраслью была Формула-1 и автоспорт.

С тех пор мы предприняли шаги по диверсификации и распространению накопленных знаний на более широкий рынок.

<цитата>

За последние годы мы получили большие успехи в применении в автомобильной, морской, аэрокосмической и оборонной отраслях. Мы по-прежнему много работаем в области Формулы-1 и автоспорта - это наше наследие, - но мы также поставляем продукцию в ряд секторов, производящих продукцию с низким и средним объемом производства.

Каково сегодня управлять сервисным бюро?

Для нас бизнес был действительно позитивным, и мы закончили прошлый год на хорошем уровне. У нас был устойчивый рост около 20% за последние три года, и мы увидим, что в этом году он снова вырастет на 20-25%.

Задача, как всегда, в это время года - это перезагрузка, чтобы понять, на какие рынки мы хотим атаковать, одновременно укрепляя отношения, которые у нас уже есть с нашими существующими клиентами.

<цитата>

Одной из движущих сил нашего недавнего роста является то, что мы переходим от прототипирования к производству - и пусть это будет продолжаться долго.

В автоспорте мы обычно обнаруживаем, что объемы довольно низкие, а сроки выполнения заказа очень короткие.

Что касается построения устойчивого бизнес-плана и дальнейшего развития, мы понимаем, что у нас есть отличные решения для наших клиентов из Формулы-1 и автоспорта.

Ключевым моментом для нас является достижение действительно хорошего баланса между быстрым завершением срочных работ по срочно необходимым проектам и стабильно низкими и средними объемами производства. Таким образом, мы ввели услугу экспресс-доставки и услугу эконом-класса.

Этот переход сопряжен с рядом проблем, таких как стандарты качества, повторяемость, проверка, отслеживаемость и улучшение систем бэк-офиса.

Это было то, что мы активно предпринимает шаги для решения этой проблемы, от приема новых сотрудников до переезда в более крупный объект в сентябре прошлого года. Так что нам есть куда расти, и это здорово.

<цитата>

Еще одна проблема, с которой мы столкнулись в последние годы, - это отсутствие автоматизации для управления некоторыми нашими менее дорогостоящими заказами. Это занимало много времени с точки зрения планирования заданий. Программное обеспечение для автоматизации рабочих процессов стало огромным преимуществом для нашего бизнеса, позволив нам сделать наш рабочий процесс намного более оптимизированным и автоматизированным.

Для многих бюро обслуживания соблазн состоит в том, чтобы быть всем для всех. При таком большом количестве различных материалов и технологий важнее специализироваться в определенных областях и обеспечивать их.

Мы должны быть очень осторожны, чтобы обеспечить устойчивый рост, который мы получаем. Это означает, что мы делаем эти инвестиции в соответствии как с текущими потребностями наших клиентов, так и с потребностями, которые у них возникнут через 6–12 месяцев.

Как вы взвешиваете, стоит ли инвестировать в ту или иную технологию?

Речь идет о представлении этих новых технологий и материалов вашим клиентам, понимании ограничений и возможностей конкретной технологии и уверенности в том, что на нее есть спрос.

Для нас это означает, что мы действительно управляем данными. Мы стараемся понять каждую новую технологию и печатаем тестовые части, чтобы понять, что она может и что нельзя делать, прежде чем совершить прыжок.

Итак, все сводится к тому, чтобы быть ближе к вашим клиентам, внедрение новых технологий по мере их появления и обеспечение того, чтобы до того, как вы сделаете какие-либо крупные инвестиции в машину, будь то SLS, SLA, MJF или FDM, действительно существует спрос.

Например, мы представляем нашим клиентам технологию HP Multi Jet Fusion в течение последних двух лет, чтобы они полностью понимали ограничения и возможности этой технологии.

Как бы вы описали текущее состояние индустрии аддитивного производства?

Отрасли еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем она предоставит рентабельные производственные решения. Но ситуация быстро меняется.

<цитата>

Есть огромные возможности для предоставления большего количества производственных решений, особенно в отношении металлов и пластмасс.

Хороший тому пример - британские производители суперкаров. Многие детали под капотом и кабиной этих автомобилей сейчас печатаются на 3D-принтере. Один из наших клиентов использует аддитивное производство для снижения веса и повышения производительности, но качество печати имеет первостепенное значение.

Простые детали, такие как вентиляционные отверстия и окантовка ветрового стекла, раньше никогда не печатались, потому что считалось, что эта технология больше подходит для прототипирования. Теперь они стали частым приложением для действительно дорогих рынков.

Во многом это потому, что объемы правильные - речь идет о нескольких сотнях деталей конкретной модели. Если им нужно несколько тысяч деталей, есть более дешевые способы производства с использованием традиционных технологий, таких как литье под давлением. Но для небольших объемов 3D-печать будет более рентабельной.

Только совсем недавно аддитивное производство может предлагать материалы премиум-класса, которые имитируют механические свойства литьевых альтернативных материалов и являются экономичными. -Эффективное решение для малых и средних объемов производства.

<цитата>

Также есть огромные возможности для снижения затрат, и это, безусловно, произойдет со временем. SLS и MJF, например, оказались двумя технологиями, которые гарантируют, что вы выберете правильную цену, чтобы иметь возможность конкурировать с традиционным литьем под давлением и другими формами производства.

Наконец, отрасли также необходимо улучшить последующую обработку и чистовую обработку деталей, а также сделать ее более автоматизированной и рентабельной.

Большая часть необходимой последующей обработки выполняется вручную. Мы по-прежнему проводим много времени в мастерской, вручную очищая, шлифуя и пескоструйную очистку деталей. Чтобы сэкономить время и деньги, нам необходимо максимально автоматизировать постобработку.

Компании начинают все больше выполнять 3D-печать собственными силами. Как вы думаете, как это повлияет на рынок сервисных бюро?

Это будет очень похоже на то, что произошло с такими технологиями, как литье под давлением и другие формы производства, особенно в таких отраслях, как автомобилестроение. По сути, автомобильные OEM-производители ничего не производят, они собирают детали на больших производственных линиях.

Благодаря новым технологиям, таким как аддитивное производство, компании берут их на себя, чтобы убедиться, что они получают лучшие преимущества и экономия средств. Но это не обязательно означает, что им нужно изготавливать все эти детали самостоятельно.

На данный момент существует реальная потребность покупать технику и повышать ее качество. Со временем он снова исчезнет, ​​как и почти любая другая технология, используемая в автомобилестроении. Они будут отдавать запчасти на аутсорсинг и следить за тем, чтобы поставки были произведены вовремя.

В конечном счете, баланс будет. Возьмем, к примеру, Volkswagen. У них есть большое количество машин FDM, печатающих детали в цехе, для поддержки производственного процесса. Но они по-прежнему передают огромные объемы печатных деталей другим сервисным бюро.

<цитата>

Сейчас есть соблазн перенести все производство AM на собственные руки, но это изменится, поскольку компании поймут, что вам нужно большое количество машин для удовлетворения производственных потребностей в будущем, что будет иметь последствия с точки зрения персонала, площади мастерской и затрат. В конце концов, вам всегда понадобится поддержка хорошего сервисного бюро.

Каков подход Graphite к разработке собственных материалов?

Это действительно связано с нашими ранними днями, когда мы в основном обслуживали британские команды Формулы-1.

Мы изучили, что есть на рынке, и разработали наш нейлон SLS с углеродным наполнением.

По сути, мы заполняем углеродное волокно короткими прядями с нейлоновой основой PA12. Если пряди слишком длинные, вы можете увидеть, как волокно торчит из детали - вы получаете отличные механические свойства, но деталь выглядит ужасно. Но если вы сделаете слишком короткие нити из углеродного волокна, вы ухудшите механические свойства.

Мы разработали то, что, по нашему мнению, является абсолютно оптимальной длиной волокон для заполнения нашими нейлоновыми материалами, чтобы добавить дополнительную жесткость и прочность. Наши материалы обладают значительно лучшими механическими свойствами, чем то, что вы обычно ожидаете от обычного PA12 или PA11. Гораздо лучшая жесткость, прочность и удлинение при разрыве.

Раньше мы работали только с Nylon SLS с углеродным наполнением. Отзывы на рынке были фантастическими, и этот материал стал популярным в этой Формуле-1 и в мире автоспорта.

Помимо жесткости и прочности, покупатели ценят естественно темно-серый и черный внешний вид автомобиля. материал. Похоже, пластик инженерного качества готов к работе. Вам не нужно красить материал, как это бывает с традиционными нейлонами SLS.

Но тогда у нас были клиенты, которым не обязательно нужны жесткость, прочность и превосходные механические свойства. Им нужен был действительно легкий нейлон, поэтому мы начали разработку нейлона SLS с графитовым наполнением. Он по-прежнему содержит углеродное волокно в материале, и мы заполняем его графитовой пылью, чтобы добавить некоторые механические свойства и придать детали естественный темно-серый / черный цвет сразу после машины.

Теперь мы продаем Графита SLS в три или четыре раза больше, чем у углерода SLS. Carbon SLS по-прежнему остается основным материалом для команд Формулы-1 и гоночного мира. Но такие отрасли, как судостроение и автомобилестроение, ищут более экономичные производственные решения. Графит SLS, вероятно, примерно на 30% более экономичен, чем уголь.

Мы также работали над рядом легких полимеров, пытаясь создать новые и инновационные материалы, которые позволят нам быть на шаг впереди конкурентов.

В настоящее время мы работаем над новым сверхлегким материалом SLS, даже легче, чем наш углерод. Стремясь улучшить характеристики гибридных и электрических транспортных средств, снижение веса стало ключевым фактором для многих дизайнеров и инженеров, с которыми мы работаем. Мы хотим и дальше предлагать решения для аддитивного производства для решения этих задач.

А как насчет композитных материалов?

В настоящее время на рынке композитной оснастки ведется большая работа. И снова это восходит к тому, что я говорил о стремлении сделать детали более легкими и эффективными.

Многие детали, которые были сделаны из металла, теперь считаются изготовленными из углеродного волокна. Поэтому мы сознательно используем ряд материалов и технологий для поддержки этой отрасли производства композитов.

Это включает в себя растворимые и экстракционные оправки для 3D-печати, керамические формы SLA, высокотемпературные материалы FDM, а также приспособления и приспособления. Мы рассматриваем рынок композитов как естественное место для аддитивного производства и установили ряд технических рабочих партнерств.

Как бы вы описали сегодняшнюю ситуацию в бюро обслуживания AM?

В настоящее время существует множество различных типов бюро обслуживания. Но поскольку барьеры для входа в 3D-печать настолько низки, вы можете потратить несколько тысяч фунтов на пару настольных FDM-машин, и вдруг у вас появится сервисное бюро.

<цитата>

Но я думаю, что в целом это хорошо для отрасли. Конкуренция - ключ к продвижению отрасли вперед, поскольку она способствует развитию и инновациям.

Есть несколько очень хорошо организованных и отличных бюро. Но очень мало бюро, если таковые имеются, занимаются тем же, что и Graphite AM. Мы уникальны в Великобритании с точки зрения наших технических знаний и производства собственных порошков SLS.

В будущем я думаю, что в ближайшие несколько лет будет много слияний и поглощений. В значительной степени подпитывается аэрокосмическим сектором. Ограничение AM-процесса от поставки материала до производства является ключевым моментом для допущенных к полетам деталей. Это, вероятно, приведет к значительному движению в отрасли в ближайшие несколько лет.

Будущее выглядит очень радужным для тех бюро, которые смогут занять нишу и продолжить работу.

Можете ли вы поделиться какими-нибудь историями успеха, над которыми вам посчастливилось работать?

Одно недавнее исследование было проведено с Nifco, крупным поставщиком автомобильных компонентов. В связи со стремлением к электрификации и отказом от традиционных бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания потребность в снижении веса и повышении эффективности систем электрического наддува сейчас очень важна.

Итак, мы были работа с Nifco над облегченным кронштейном двигателя - деталью, которая традиционно изготавливается из алюминия. Мы работали с командой R&D, чтобы создать более экономичную и легкую деталь, которую можно было бы напечатать с помощью Graphite SLS. Это первая в своем роде опора двигателя, напечатанная на 3D-принтере, и отзывы были очень хорошими.

<цитата>

Другой - с FT Technologies, компанией, которая производит БПЛА и датчики окружающей среды для работы в самых неблагоприятных условиях в мире. Им нужен был материал, который должен был быть чрезвычайно легким и прочным, поскольку датчик окружающей среды был нацелен на рынок БПЛА.

Процесс начался около года назад. Мы начали с нескольких концептуальных проектов и создали несколько прототипов. Прелесть 3D-печати в том, что вы можете настроить дизайн, разработать детали и вывести продукт на рынок намного быстрее, чем с помощью традиционных методов.

После нескольких дизайнерских встреч и нескольких изменений в исходном файле компонент был запущен в сентябре прошлого года. Эта деталь сейчас запущена в производство, и первые 100 единиц были отправлены для оценки рынка, отзывы были фантастическими и прекрасным примером использования 3D-печати для создания прототипов на всем пути к производству.

Чтобы узнать больше о графите, посетите: https://graphite-am.co.uk/