Интервью с экспертом:Америка делает исполнительным директором Джоном Вильчински о том, как она способствует развитию 3D-печати

America Makes - это национальный ускоритель аддитивного производства (AM) в Соединенных Штатах, который возглавляет научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, коммерциализацию и внедрение технологий AM. С момента своего основания в 2012 году институт выполнил 88 проектов AM R&D и вырос с 65 организаций-учредителей до более чем 225.

В интервью с экспертом на этой неделе мы поговорим с исполнительным директором America Makes Джоном Вильчински, чтобы узнать больше о его недавнем соглашении о сотрудничестве с Исследовательской лабораторией ВВС США на сумму 322 миллиона долларов, о состоянии стандартов 3D-печати. и важность развития персонала для ускорения внедрения AM.

Не могли бы вы рассказать нам об American Makes и миссии организации?

Миссия America Makes - способствовать внедрению 3D-печати или аддитивного производства. Мы сосредоточены на развитии производственной базы для технологии. Мы занимаемся этим чуть более семи лет. Мы были основаны еще в 2012 году при финансировании через ряд правительственных и федеральных агентств США.

Мы использовали эти средства для инвестирования в развитие технологий, переход на новые технологии и развитие персонала.

Чтобы быть ясным, America Makes не является правительственной организацией или агентством. Нами управляет некоммерческая организация под названием Национальный центр оборонного производства и машиностроения (NCDMM). Это организация, которая запускает и управляет программой, то есть America Makes.

Компания America Makes недавно объявила о соглашении с Исследовательской лабораторией ВВС США. В чем важность этого соглашения?

Главное значение состоит в том, что мы зарекомендовали себя как надежный партнер правительства США. Это новое соглашение является подтверждением успеха, которого мы достигли за последние семь лет, и дает нам возможность продолжать работать в этой сфере в течение следующих семи лет.

Хотя к соглашению была приложена крупная сумма, это не значит, что мы получили финансирование на уровне 322 миллиона долларов. Это просто означает, что у нас есть контракт, который дает нам возможность участвовать в торгах по проектам, финансируемым государством.

У нас есть деньги для участия в торгах по государственным контрактам, так что это эффективно облегчает процесс получить деньги для нашей организации и, в конечном итоге, для партнеров по программе, относительно просто.

Затем есть элемент, который мы называем долей затрат, который чаще называют взносами натурой, который также является компонентом этих 322 миллионов долларов.

Кроме того, за первые семь лет мы выполнили НИОКР на сумму более 200 миллионов долларов.

Не могли бы вы подробнее рассказать о некоторых инициативах, в которых America Makes участвует на протяжении многих лет?

Да, конечно.

Как я уже сказал, основная функция института - развитие технологий. Это можно рассматривать как основные исследования и разработки, которые проводятся через консорциум института. И это в первую очередь прикладные исследования. Это означает испытание технологии и продвижение ее к точке или ближе к точке коммерциализации.

Большая часть того, что мы делали за эти годы, было сосредоточено на этой основной деятельности.

<цитата>

Таким образом, мы следим за соблюдением нашей дорожной карты развития технологий. Мы разработали план действий в течение года после создания института, и он служил нам путеводной звездой на протяжении последних шести-семи лет. Он разбит на пять областей:дизайн, материалы, процессы, производственно-сбытовая цепочка, а затем то, что мы называем геномом AM.

Все это, как говорится, так мы определяем технологические пробелы, существующие в сообществе, а затем пытаемся стимулировать сообщество к решению задач, чтобы добиться прогресса.

Последним компонентом нашей основной функции Института является образование и развитие персонала.

В нашем пространстве мы хотим убедиться, что сообщество доступно для использования преимуществ недавно разработанных технологий, будь то дизайнер, компания по производству материалов, технический специалист на полу и т. д. множество различных категорий должностей, которые начинают воплощаться в жизнь.

Мы пытаемся сосредоточиться на развитии признанных в отрасли навыков. Так же, как мы делаем в наших технологических НИОКР, мы работаем с поставщиками образования, чтобы убедиться, что мы обучаем персонал через систему образования K12, через среднее образование или через обучение действующих рабочих, где мы пытаемся изменить масштаб людей, которые не осведомлены о технологии.

Мы ищем способы использования имеющихся у них навыков, чтобы обучить их, чтобы они могли быть полезными для отрасли, по мере того, как мы развиваем все больше и больше позиций в космос.

Итак, мы сосредоточились на этих трех составляющих, как для образования, так и для развития технологий. Мы сосредоточили свою деятельность на нашей дорожной карте и считаем себя организатором, координатором и катализатором.

Компонент координации того, что мы делаем, напрямую связан с работой, которую мы проделали в рамках нашего процесса дорожной карты, управляемого участниками. Сегодня America Makes насчитывает около 225 членов, состоящих из государственных, академических и промышленных организаций, как малых, так и крупных компаний.

Мы постоянно держим руку на пульсе этого сообщества, чтобы понять, где находятся технологии сегодня и каково желаемое состояние в будущем, привязывая все это к ориентированности на приложения.

Это означает разработку технологий для конечного использования, а не для развлечения или лабораторных экспериментов. Это лежит в основе того, чем мы занимаемся в Институте, и будет оставаться нашей миссией в течение следующих семи лет.

Мы провели бесчисленное количество семинаров с нашими членами и правительством, чтобы убедиться, что мы понимаем их потребности.

В конечном итоге мы надеемся сотрудничать с организациями для организации финансирования или инвестиций в технологии, будь то через внутренние программы исследований и разработок внутри компании или через государственные инвестиции в технологии.

Мы хотим быть уверены в том, что мы как страна стратегически инвестируем в технологии там, где есть наиболее серьезные пробелы, и что мы продвигаем их как можно быстрее и не дублируем усилия. .

Каков, по вашему мнению, текущий статус стандартизации в AM и насколько мы далеки от всеобъемлющего набора отраслевых стандартов?

Стандартизация - еще одно очень важное направление, над которым мы работаем. В течение последних трех лет мы выполняли организационную функцию, снова выполняя роль организатора и координатора - объединяя сообщество, а затем координируя потребности.

Первоначально причиной этого было то, что отсутствие стандартов стало создавать серьезные проблемы. По мере того, как технология начала значительно меняться - от прототипирования к разработке и производству компонентов конечного использования, стало ясно, что единственный способ сделать это - использовать стандарты.

Поскольку покупатель хочет приобрести компонент для самолета, автомобиля, локомотива, что бы это ни было, покупательскому сообществу нужно что-то для этого. И все мы хорошо знаем, как это сделать.

Однако, когда вы думаете об обычном производстве, те стандарты, которые вы бы использовали при покупке, во многих случаях не существуют для компонентов AM. Так что это действительно большая часть того, что движет этим. И мы начинаем видеть в этом прогресс.

Дорожная карта совместной работы по стандартизации аддитивного производства (AMSC), которая является рабочим продуктом Американского института стандартов и американского национального института стандартов, в настоящее время существует как то, что мы называем версией 2.0. Он доступен в Интернете в виде динамической дорожной карты, куда вы можете перейти и просмотреть выявленные пробелы.

Одним из основных улучшений, произошедших за последний год, стала возможность динамически обновлять дорожную карту. Если организация, будь то ISO, ASME, ASTM или SAE, взяла на себя задачу по устранению этого конкретного пробела, они передают эту информацию нашей организации и ANSI, и они направляют любые обновления, которые они делают. . Поэтому, если ASTM или ISO вносят изменения в определенный стандарт, они отмечаются и доводятся до сведения сообщества.

Это то, что доступно во всем мире, нет никаких ограничений на доступ к сайту или его использование. Мы продвигали его последние пару лет. Мы продвигали его последние два года в Formnext, объясняя, как выглядит ландшафт стандартов США. Все началось с того, чтобы попытаться собрать всех вместе. В разработке стандартов велась активная и параллельная деятельность.

Мы все руководствуемся промышленностью. Мы смогли сообщить организациям, занимающимся разработкой стандартов, что это не подходит и не доставит нас туда, где мы должны быть достаточно быстро. В ходе многих бесед мы смогли убедить людей в том, что это хорошая идея. В течение последних нескольких лет мы работали над этим с сотнями людей, которые собрались вместе, чтобы внести свой вклад в эту группу стандартов.

За последние пару лет ситуация со стандартами значительно улучшилась. Когда мы только начали это делать, когда мы сплотили сообщество, в плане стандартов действительно не было ничего особенного. И то, что мы сделали с помощью дорожной карты, было выявлено от 80 до 92 пробелов, в зависимости от того, на какую дорожную карту вы смотрите. А потом над ними начал работать и орган по стандартизации.

Реальность разработки стандартов такова, что стандарты, основанные на консенсусе, а это подавляющее большинство из них, требуют довольно много времени для написания, а затем, в конечном итоге, на рассмотрение и внедрение.

У нас есть ряд проектов стандартов, которые уже разработаны, над большим количеством из них в настоящее время идет работа. Некоторая часть из них находится на стадии экспертной оценки, когда люди могут начать их использовать и предоставить отзывы о них.

В конечном итоге они будут включены в федеральные стандарты в течение следующих одного-двух лет. Скорость, с которой сообщество в целом их развивает, возможно, не идеальна. Но на данный момент это процесс, и именно так он должен работать, чтобы получить стандарты, основанные на консенсусе.

Сейчас мы получаем все больше и больше запросов на сотрудничество с участниками над разработкой правил привлечения клиентов. Мы не пишем их, но мы помогаем повысить осведомленность о том, чему нужно обучать профессионалов в области закупок.

<цитата>

После того, как мы действительно сможем произвести компонент и докажем, что это приемлемо, по-прежнему останутся препятствия на пути к тому, чтобы довести технологию до такой степени, чтобы мы могли широко использовать ее в различных отраслях промышленности. Вот почему стандарты так важны, и мы видим значительные шаги в этом направлении.

Что касается расширения использования AM, что бы вы назвали тремя главными проблемами, когда дело доходит до ускорения внедрения технологии?

Первый - это наличие признанных в отрасли данных о конструкции материалов - данных, которые проектировщик может использовать и быть уверенным в том, что он сможет построить компонент в соответствии с этим набором верхних и нижних проектных ограничений. Такой доступный формат для большого количества материалов не существует.

Итак, нам нужно расширить наш доступ к наборам данных о материалах. Есть много того, что существует, но не достаточно. И во многих случаях организация могла их создать и использовать внутри компании, но это не дает широкого доступа сообществу в целом.

Вторая по величине проблема - это квалификация и сертификация. Как мы квалифицируем компонент? Как мы сертифицируем процесс? В этой сфере ведется активная работа, особенно в рамках сообщества разработчиков. Но предстоит еще немало работы.

Многие регулирующие органы участвуют в этих обсуждениях и в этой работе, но это по-прежнему серьезное препятствие на пути к тому, чтобы компоненты были квалифицированы до такой степени, что их можно было использовать для приложений конечного использования.

Существуют проверенные случаи, но сейчас они очень специфичны для компонента и не выполняются для разных семейств компонентов и не выполняются таким образом, чтобы компоненты производились целесообразным и недорогим способом. .

Третья проблема - это то, что мы называем дизайном для аддитивного производства. Я имею в виду, что на самом деле я использую эту технологию, чтобы в полной мере воспользоваться той свободой дизайна, которую она предлагает.

Многое из того, что мы смогли произвести, было сосредоточено на замене компонента, который ранее был разработан для традиционного производства.

<цитата>

Что нам действительно нужно для продвижения вперед, так это обучать людей тому, как использовать эту технологию, например где и когда мы должны использовать органический дизайн, когда мы должны использовать внутреннюю геометрию и тому подобное. Поэтому требуется истинное понимание дизайна для аддитивного производства, помимо горстки людей, которые сегодня действительно хороши в этом.

И, с другой стороны, какие разработки в отрасли вам нравятся?

Быстрое развитие организаций и появление на рынке новых компаний с технологиями. В последние несколько лет не было недостатка в новых производственных процессах, которые еще несколько лет назад даже не рассматривались. Это было очень захватывающе, просто всплеск вовлекаемых организаций, некоторые из которых возникли из ниоткуда, а некоторые из них являются обычными производителями, которые сейчас участвуют в AM.

Есть хорошие вещи и в том, и в другом. те группы, которые подходят к столу:один - проверенные производители, которые понимают, как построить промышленную систему. Другие новы и стремятся выводить на рынок удивительные новые технологии.

<цитата>

Еще одна интересная часть - это программное обеспечение. AM действительно использует тот факт, что деталь может быть сгенерирована исключительно из цифрового файла. Имея возможность перемещаться между различными программными платформами, выполнять моделирование и симуляцию, мы уходим от необходимости в большом количестве эмпирических данных и тестирования. Напротив, действительно интересно быть уверенным в моделях, которые мы создаем.

В конечном итоге это значительно снизит стоимость разработки компонентов AM. Нам просто нужно собрать достаточно данных, в которых люди уверены, чтобы мы действительно могли ими воспользоваться.

Каким вы видите развитие отрасли в следующие 5 лет?

Я вообще не вижу, чтобы что-то замедлялось. Мы продолжим видеть все больше и больше технологий, расширяя границы того, что мы готовы принять прямо сейчас.

Еще одна вещь, которую мы наблюдаем, особенно за последние, скажем, два года, - это сильный сдвиг в сторону производства, то есть использование технологии исключительно для конечных товаров.

<цитата>

Мы начинаем более эффективно внедрять дизайн для добавления присадок. В некоторых случаях экономическое обоснование становится более подходящим для AM, чем для обычного, особенно когда мы думаем о консолидации частей.

С AM мы разрабатываем новую геометрию, которой у нас никогда не было раньше. Я вижу, что в следующие несколько лет это только усилится. И я надеюсь, что в области данных о материалах в ближайшие несколько лет произойдет некоторый прорыв. Итак, если мы думаем более пяти лет, нам нужно решить эту проблему, мы должны дойти до того момента, когда мы будем генерировать данные, которыми можно будет делиться и широко использовать.

Как только мы сможем делать это эффективно и использовать широкие наборы данных и координировать эти данные таким образом, чтобы мы могли получать достаточно данных для принятия более эффективных решений с помощью нашего моделирования и CAM, тем эффективнее разработка новых сплавов будет.

Большинство материалов, которые мы используем, особенно для металла AM, представляют собой сплавы, которые существовали до того, как мы задумались о компонентах AM, а это означает, что некоторые из этих сплавов не обязательно идеальны для добавления процессы.

Когда мы думаем о том, как будут выглядеть сплавы следующего поколения, это становится все более и более интересным, поскольку в конечном итоге приведет к более совершенным сценариям использования и лучшему использованию технологий.

Так что я думаю, что в следующие пять лет эти две вещи начнут значительно развиваться:сначала будет доступ к данным, а затем создание новых сплавов с моделированием этих данных будет последним. из них через 5 лет.

Что ждет организацию после возвращения в Америку?

2020 год является захватывающим, поскольку мы с нетерпением ждем следующих семи лет. Мы настраиваем себя на определение наиболее важных областей, на которые должны обратить внимание наши члены.

Данные о материалах находятся в центре внимания. Мы поможем собрать сообщество вокруг того, что необходимо сделать, а затем координировать действия.

Помимо этого, еще одна интересная область, которая движется вперед, - это поиск других дополнительных отраслей, на которых следует сосредоточиться. Я не пытаюсь сказать, что до этого момента мы никого не игнорировали. Но реальность такова, что аэрокосмическое и оборонное сообщество, его экономическая сторона и те, кто в состоянии пойти на риск, на сегодняшний день хорошо привязаны к этому сообществу.

<цитата>

Мы начинаем видеть, как появляется все больше и больше производственных мощностей, что AM становится намного более интересным для автомобильного сообщества. Думаю, в следующем году это будет отличная возможность.

Мы на самом деле настраиваемся для координации некоторых мероприятий по составлению дорожных карт с автомобильным сообществом, и мы собираемся увидеть некоторые действенные действия со стороны цепочки поставок. Поскольку становится доступно все больше и больше технологий, нам необходимо убедиться, что у нас есть поставщики, чтобы воспользоваться этим.

Сейчас у нас есть пара программ, которые берут на себя эту задачу, пытаясь понять, где находятся наши поставщики сегодня, а не на что нам нужно, чтобы наши поставщики были способны.

Что-нибудь напоследок?

<цитата>

Образование и рабочая сила очень важны, особенно если рынок действительно растет прогнозируемыми темпами. Мы понимаем, что сейчас у нас нет сотрудников, чтобы по-настоящему воспользоваться нашими разработками.

Итак, мы должны перейти к тому моменту, когда мы обучаем сообщество. Сейчас у нас есть несколько активных программ для этого. Мы не рассматриваем свою роль в качестве разработчика этой учебной программы, но вместо этого мы собираем сообщество в правительстве, промышленности и академическом секторе, чтобы посмотреть, какие требования должны соответствовать учебной программе на разных уровнях, то есть на разных должностях. или описания, которые мы хотим определить.

И тогда пусть свободный рынок захватит власть, и люди будут разрабатывать программы, основанные на этих требованиях. Однако то, что мы хотим поддержать, - это убедиться, что они разрабатываются в соответствии с признанными отраслевыми потребностями.

В конце концов, нам нужны обученные сотрудники, которые могут переходить из организации в организацию, например когда они выходят на пенсию с военной службы, их может забрать OEM-производитель из-за того, чему они были обучены, точно так же, как мы надеемся, что любая функция будет иметь эти признанные в отрасли полномочия. В этом направлении предстоит проделать большую работу, и мы прилагаем немало усилий.

Чтобы узнать больше об America Makes, посетите:https:// www. americamakes.us/