Будущее 3D-печати:12 ключевых выводов конференции AMFG AM Landscape Digital 2020 (часть 1)

В апреле AMFG собрала профессионалов и экспертов в области 3D-печати на нашей первой цифровой конференции по аддитивному производству, посвященной ландшафтному дизайну, 2020, на которой мы поделились взглядами и взглядами на текущее состояние отрасли.

Общие темы конференции касались продолжающихся усилий по борьбе с пандемией COVID-19, роли 3D-печати в цепочках поставок и продолжающегося развития технологий, материалов и программного обеспечения аддитивного производства (AM).

Для тех, кто не смог присутствовать на конференции, мы подготовили эту статью, в которой изучаются основные выводы конференции AM Landscape. Вы также можете посетить наш канал YouTube, чтобы посмотреть онлайн-презентации каждого выступающего.

1. Индустрия продолжает расти

Виктория Акинсовон, старший менеджер по маркетингу AMFG, вместе с ней открыла конференцию основной доклад, в котором описывается состояние индустрии AM в 2020 году.

Несмотря на всемирную борьбу с пандемией COVID-19, технология 3D-печати продолжает свой путь индустриализации. Помимо внешних факторов, на рынок AM продолжают выходить новые игроки, в то время как в отрасли продолжают процветать приобретения и партнерские отношения.

Рост отрасли особенно очевиден в предстоящей инфографике AMFG о ландшафте аддитивного производства 2020.

Наряду с развитием отрасли, возможности подключения как на уровне оборудования, так и на уровне рабочего процесса, а также сотрудничество становится ключевым направлением развития отрасли.

2. Материалы - лишь одна из частей пазла для 3D-печати

Высококачественные полимеры открывают многочисленные возможности для передовых приложений 3D-печати в таких отраслях, как аэрокосмическая, медицинская и автомобильная.

В первой презентации на конференции Брайан Александер, менеджер по глобальному развитию продуктов и бизнеса Solvay, рассказал о разработке высокопроизводительных пластиков для 3D-печати и о том, как они открывают новые возможности для применения этой технологии. .

Процесс разработки высокоэффективных материалов «нелегкий путь», сказал Брайан, и требует сотрудничества по всем направлениям.

«Аддитивное производство состоит из трех основных частей. Это как табурет на трех ножках:у вас может быть столько материалов, сколько захотите, но если у вас нет оборудования и возможностей для их обработки, табурет может упасть ».

Вот почему Solvay последние три-четыре года работает над объединением понимания процессов и знаний оборудования, чтобы иметь возможность выводить на рынок высокоэффективные полимеры.

Сегодня Solvay считается лидером на рынке нитей PEEK, и компания также разрабатывает порошковые материалы для процессов плавления в порошковом слое, такие как SLS.

Поскольку это важно Чтобы знать, как обрабатывать материалы, также важно понимать, как лучше всего использовать дизайн для AM.

В этой связи Александр подчеркнул необходимость моделирования, которое позволяет инженерам прогнозировать поведение материала после печати. Результаты моделирования помогают оптимизировать конструкцию детали с конечной целью улучшения ее механических свойств и предотвращения выхода детали из строя.

Только объединив знания о материалах, процессах и конструкции, можно открыть дверь для более надежного использования 3D-печати на разных этапах жизненного цикла продукта.

3. Программное обеспечение и автоматизация имеют решающее значение для обеспечения массовой настройки с помощью 3D-печати

Массовая настройка позволяет компаниям с минимальными затратами производить партии из десятков единиц продукции по сравнению с партиями в несколько десятков миллионов, которые обычно производятся в массовом производстве.

Это само по себе является сложным сдвигом, но есть одна технология, которая делает это возможным, - это 3D-печать.

Следующий докладчик, Тимм Крагл, старший консультант Phanos GmbH, консалтинговой фирмы по 3D-печати, рассказал о том, как 3D-печать позволяет компаниям изготавливать детали по индивидуальному заказу сегодня, о типичном рабочем процессе и связанных с ним проблемах. Например, один вопрос, который возникает при использовании 3D-печати для производства индивидуальных деталей, заключается в том, как идентифицировать очень похожие детали, которые были напечатаны в одной сборке.

Тимм Крагл указал на несколько способов, включая напечатанную этикетку, 3D-сканирование и сравнение с 3D-файлом.

Однако было также отмечено, что для разных приложений, скорее всего, потребуются разные подходы к идентификации настраиваемых частей и проведению проверок качества.

По словам Крагла, передовое программное обеспечение и автоматизация рабочих процессов будут иметь решающее значение для успешного использования 3D-печати для настройки деталей. Решения включают 3D-сканирование, дополненную реальность, использование QR-кодов и программного обеспечения MES для передачи данных и отслеживания.

4. Ключевые столпы, поддерживающие переход к аддитивному производству

В наиболее наглядной презентации конференции AM Landscape Джеймс Эшби, менеджер по развитию аддитивного производства в Великобритании в Bowman AP, обсудил, что означает использование 3D-печати для производства.

Эшби утверждал, что производство зиждется на четырех столпах:отслеживаемость, повторяемость, точность и проверка.

Когда дело доходит до прослеживаемости, наличие серийного номера на детали позволяет Bowman AP узнать, когда деталь была изготовлена, партию материала, из которого она изготовлена, как она была проверена и какие параметры были задействованы. в процессе.

Не менее важно иметь повторяющуюся систему.

«Если вы строите не с повторяющейся системой, если вы строите с чем-то, что вам нужно настроить и поиграйте, если вы не уверены, какие изменения внесены в середине сборки, вы создаете модели, а не детали клиентов », - заявил Эшби.

Третий принцип - точность - это допуски, требуемые заказчиком. И, наконец, производитель, использующий AM для производства, должен иметь возможность проверить параметры сборки, материалы до источника и процесс проверки.

«Когда вы занимаетесь автомобильной, аэрокосмической, военной, ортопедической и протезной техникой, вы должны иметь возможность проверить, что вы делаете. Если нет, то вы делаете модели », - сказала Эшби.

Переход к производству с помощью 3D-печати требует от любого производителя учитывать эти четыре столпа, и Эшби настаивает на том, что только когда все четыре элемента учтены, вы можете утверждать, что вы производите производственные детали, а не просто прототипы.

5. Широкоформатная 3D-печать продолжает развиваться

Широкоформатная 3D-печать выходит на первый план как экономичное и гибкое решение для изготовления крупногабаритных деталей. BigRep - одна из компаний, занимающихся разработкой широкоформатных полимерных 3D-принтеров.

В своей презентации Мартин Бэк, управляющий директор BigRep, подробно рассказал о том, как компания поддерживает цепочки поставок с помощью широкоформатных AM-решений.

Вспомогательные приспособления и шаблоны для литья в настоящее время являются наиболее популярными приложениями для 3D-принтеров BigRep. Однако около 20% клиентов компании используют широкоформатную 3D-печать для изготовления деталей, таких как корпуса для электроники и запасные части для поездов по запросу.

Один из примеров производственной детали, выделенный Back, - это пластиковый ящик для перевозки различных деталей, изготовленный для Airbus.

Традиционно производство этой коробки передается на аутсорсинг, что приводит к длительным срокам выполнения заказа и невозможности производства по запросу.

Широкоформатная 3D-печать решает эти проблемы, предлагая возможность производства на месте. Это означает, что детали могут быть изготовлены по запросу, а время выполнения заказа может быть сокращено с нескольких недель до нескольких дней.

Одним из заметных достижений в области широкоформатной 3D-печати, особенно с решениями BigRep, стало, возможно, внедрение технологии дозирующего экструдера (MXT).

MXT - это новый подход к экструзии пластмасс, который значительно ускоряет процесс. Сообщается, что система MXT делает новейшие принтеры BigRep в пять раз быстрее, чем современные экструзионные машины, и помогает достичь гораздо большей точности.

Бэк подвел итог своей презентации, заявив, что, хотя широкоформатная 3D-печать продолжает развиваться, технология ключевой проблемой на пути к его более широкому внедрению остается отсутствие опыта.

«Мы должны упростить людям использование добавок. Он должен стать повседневным инструментом ». Таким образом, Back означает, что нам, помимо прочего, необходимо упростить процессы создания дизайна и обработки данных.

«Постепенно мы приближаемся к цели», - заключил он.

6. Программное обеспечение может помочь устранить узкие места в рабочем процессе 3D-печати

Переход 3D-печати в производство открывает не только новые возможности, но и множество новых задач. Феликс Дёрр из AMFG рассказал о наиболее распространенных проблемах в рабочем процессе 3D-печати и о том, как программное обеспечение может их решить.

Феликс заявляет, что проблемы рабочего процесса, такие как отсутствие адекватной системы управления запросами и проектами, сегодня успешно решаются. Однако одна область рабочего процесса AM остается в значительной степени упущенной из виду - постпродакшн и управление качеством.

Многие производители стремятся оптимизировать производительность своих машин и коэффициент использования, производя все больше и больше деталей.

Однако зачастую эти детали все равно не могут быть доставлены заказчику. Из-за неэффективного управления постобработкой, требующего большого количества ручного труда, детали накапливаются на этапах постобработки, а затем ожидают проверки на станциях контроля качества, прежде чем будут утверждены и отправлены клиентам.

'Если вы не решаете эти проблемы с помощью постобработки и управления качеством, в целом у вас нет надежного рабочего процесса », - сказал Дорр.

Ключевой вывод из презентации заключается в том, что для полного использования AM все процессы и этапы рабочего процесса должны быть связаны и интегрированы.

Большая часть решения - это интеллектуальное программное обеспечение для рабочих процессов, разработанное с учетом потребностей и требований технологии AM. Такое программное обеспечение, также известное как система управления производством (MES), помогает производителям в планировании, управлении и выполнении всех процессов, связанных с производством AM.

В своей презентации Дёрр подчеркнул, что программное обеспечение MES не существует в вакууме, и его развитие требует сотрудничества в отрасли и стандартизации.

«Важно создать стандарты, чтобы у нас были простые способы подключения к машинам, другим программным пакетам и поставщикам», - продолжил он. «Только если мы будем работать вместе над созданием новых стандартов, мы сделаем аддитивное производство более привлекательным для производства».

Это первая часть итогов конференции. Следите за обновлениями части 2, которой мы расскажем на следующей неделе!