Tuần thứ nhất của Virtual IMTS Spark: In 3D trong Giáo dục
Ngày tạo: 22/10/2020 3:01:28 CHTrong hai tuần liên tiếp, Additive Manufacturing Media cung cấp AM InDepth, một loạt các cuộc thảo luận giáo dục miễn phí với các tên tuổi hàng đầu trong lĩnh vực sản xuất in 3D để khám phá tương lai của công nghệ sản xuất phụ gia (AM). Là một phần của nền tảng IMTS Spark, các phiên này tập trung vào những thành công và rào cản mà người dùng cần vượt qua để thiết lập và chạy các ứng dụng AM công nghiệp. Tìm hiểu chi tiết vào một số ứng dụng trong thế giới thực, các chuyên gia tại AM khám phá những hạn chế và thách thức của công nghệ cũng như nhiều cơ hội ở phía trước.
Trong các phiên diễn ra vào tuần đầu tiên của chuỗi chương trình, từ ngày 21 đến ngày 25 tháng 9, những người thuyết trình tập trung vào thiết kế sản xuất phụ gia (DFAM), quy trình, vật liệu, chiến lược thực hiện, sản xuất hàng loạt,... Trong suốt các phiên họp kéo dài hàng giờ, hầu hết các chuyên gia đồng ý rằng việc áp dụng AM cho một tổ chức không chỉ đơn thuần là in 3D. AM bao gồm nhiều thứ không chỉ là phương pháp sản xuất, nó còn bao gồm thiết kế, đảm bảo chất lượng sau và chế biến trước trong số các khía cạnh khác.
Đối với hội thảo đầu tiên, Fabian Alefeld, Additive Minds Manager cho EOS, đã mô tả cách các nhà lãnh đạo tổ chức không nên chỉ nhìn AM từ góc độ bộ phận và phương pháp tiết kiệm chi phí xuất sắc trong hoạt động mà còn là một công cụ chiến lược. Hơn nữa, ông cho biết bước đầu tiên để một tổ chức sẵn sàng triển khai AM đòi hỏi các đội nhanh nhẹn không bị ràng buộc bởi các cách thức truyền thống và sẽ thực hiện chiến lược triển khai lâu dài, cũng như hiểu rõ thách thức lớn nhất nằm ở đâu. AM là một công nghệ khá phức tạp và một trong những lý do chính dẫn đến thất bại là đánh giá thấp độ phức tạp của nó, Alefeld tiết lộ.
“Rất nhiều tổ chức đang mắc kẹt trong quá trình luyện ngục thí điểm, họ bắt đầu một dự án với công nghệ mới, nhưng không tận dụng được hết tiềm năng, và đột nhiên họ bị mắc kẹt trong một dự án nhỏ thực sự không thành công này. về đích, ”Alefeld nói. “Làm thế nào để chúng ta ngăn chặn việc luyện ngục thí điểm và sử dụng AM như một công nghệ có thể mở rộng? Hãy bắt đầu từ điểm cuối, để trở thành người thách thức chúng ta cần có một chiến lược dài hạn. Để duy trì sự nhanh nhẹn, chúng tôi cần một nhóm có khả năng tự thích ứng với sự nhanh nhẹn của AM. Những gì chúng tôi thấy rất thành công là phương pháp tiếp cận theo nhóm. Điều này có nghĩa là bạn không cần phải tạo một nhóm hoàn toàn mới, bạn có thể đưa các thành viên nhóm khác nhau từ các bộ phận khác nhau của tổ chức. ”
EOS Additive Minds phát triển thiết kế nhóm
Chứng minh rằng tất cả đều là về tinh thần đồng đội, một hội đồng khác đã khám phá nỗ lực hợp tác giữa Renishaw, HiETA, Đại học Southampton và H.C. Starck Solutions đã tối đa hóa hiệu suất của động cơ đẩy cho một hệ thống đẩy vệ tinh bằng cách cho phép các kỹ sư xây dựng các cấu trúc tốt và hình học 3D phức tạp mà không thể tạo ra bằng kỹ thuật chế tạo truyền thống. Thông qua sự hợp tác chặt chẽ, nhóm nghiên cứu đã cung cấp một hệ thống đẩy điện trở mới sáng tạo được gọi là STAR (Máy bay phản lực nhiệt độ siêu cao được sản xuất bổ sung) tập trung vào thế hệ tiếp theo của Máy sưởi điện trở nguyên khối do Đại học Southampton thiết kế và bao gồm các phần tử sưởi ấm lồng nhau và kết nối với nhau. HiETA đang phát triển các thông số máy AM đặt riêng sử dụng Renishaw RenAM 500E cho vật liệu nhiệt độ cao do H.C cung cấp. Starck.
Nhóm nghiên cứu đã có thể chứng minh những lợi ích tiềm năng của phương pháp thiết kế AM để nâng cao hiệu suất của hệ thống đẩy phản lực dựa trên kim loại chịu lửa. Thông qua AM, họ đã chế tạo thành công các thiết bị điện trở làm từ kim loại chịu lửa, giảm độ phức tạp của việc lắp ráp truyền thống bằng cách sản xuất một thành phần duy nhất. Hiện tại, nhóm đang tiếp tục các thử nghiệm trọn đời đối với lò sưởi và sản xuất các bộ phận AM cho động cơ đẩy mô hình kỹ thuật (EM), trong khi các bước tiếp theo liên quan đến việc thực hiện chiến dịch kiểm tra chất lượng đầy đủ của thiết bị đẩy EM, thử nghiệm môi trường, tái tạo môi trường phóng, đo trực tiếp và mong đợi đến năm 2022 cho chuyến bay thử đầu tiên. Mặc dù nhóm vẫn đang làm việc để xác định cơ hội bay.
Ảnh chụp X quang của mô hình breadboard kháng phụ gia nhiệt độ siêu cao (STAR) cho thấy các thành phần chính và đường dẫn dòng tuần hoàn đến vòi phun.
Các nhóm kỹ sư đang bắt đầu nghĩ khác về công nghệ AM, từ thiết kế đến khả năng mở rộng, thông qua các máy đo điểm chuẩn từ các nhà xây dựng khác nhau để đảm bảo thành công lặp lại. Rất nhiều điều này liên quan đến kiến thức và giáo dục. Trên thực tế, một số trường đại học trên khắp thế giới hiện đang cung cấp các bằng cấp sau đại học AM, một trong số đó là Penn State University. Trong một buổi hội thảo, Giám đốc Chương trình Sau đại học về Thiết kế và Sản xuất Phụ gia đầu tiên trên thế giới tại Penn State, Tim Simpson đã giải thích những điều cơ bản về cách các nhóm kỹ sư học cách suy nghĩ khác biệt về thiết kế để nhận ra toàn bộ lợi ích của công nghệ.
Simpson cho rằng quá nhiều tự do không phải lúc nào cũng là điều tốt và AM loại bỏ nhiều hạn chế trong sản xuất mà các nhà thiết kế đã mất nhiều năm học hỏi và họ được cho biết rằng giờ đây họ có thể thiết kế bất cứ thứ gì họ muốn. Ông nói: Trong khi sự tự do mới tìm thấy này khiến nhiều người thích thú, nó thường làm tê liệt những người khác. Đó là lý do tại sao rất nhiều công ty đã đưa ra các nguyên tắc, hướng dẫn và quy tắc thiết kế để đưa ra điểm xuất phát để thay đổi tư duy của họ.
Một sinh viên tốt nghiệp làm việc trong Phòng thí nghiệm Nhà máy Giáo dục Sản xuất Tiên tiến (FAME), tại Penn State
“Thiết kế rất quan trọng. Mọi người đều có thể mua một chiếc máy, nhưng nếu bạn không biết cách thiết kế cho quá trình đó, bạn sẽ không thể có lợi thế cạnh tranh, ”Simpson nói. “Có những khía cạnh hạn chế và cơ hội của DFAM. Nắm vững các khía cạnh hạn chế của DFAM giúp giảm thiểu rủi ro và xây dựng niềm tin vào AM (…) Các khía cạnh DFAM cơ hội của quy trình AM cho phép xây dựng các hình học hoặc vật liệu độc đáo. Những quyền tự do vật chất mới này, những khía cạnh cơ hội đó đang thúc đẩy sự cường điệu hóa ”.
Rõ ràng, nhiều tổ chức đang bắt đầu nhận thấy lợi ích của việc tận dụng công nghệ AM cho các ứng dụng khác nhau, như hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, dụng cụ, v.v. Trong ba cuộc thảo luận, các chuyên gia đã mô tả kinh nghiệm của công ty họ với AM, từ việc sản xuất hàng loạt các bộ phận nhựa cho ngành công nghiệp ô tô đến việc sử dụng in 3D để chế tạo các bộ phận máy tua-bin quan trọng và cách nâng cao sản xuất với công nghệ HP Metal Jet.
Nhà sản xuất tiên phong về công nghệ chiếu sáng ô tô Dylan Schickel của Varroc Lighting System tiết lộ rằng có rất nhiều thách thức trong hành trình đến AM trong sản xuất hàng loạt. Ông khuyến nghị rằng các công ty nên đặt ra những kỳ vọng ban đầu một cách phù hợp và phù hợp với thực tế, xây dựng các mối quan hệ đối tác phù hợp để kết nối bất kỳ sự thiếu kiến thức nào và tin tưởng nhưng xác minh các bộ phận. Ông nhấn mạnh tầm quan trọng của DFAM nhưng trên hết, khi nói đến in polymer, ông nói "nó sẽ không thay thế quá trình ép phun, vì vậy hãy tập trung vào các bộ phận in sẽ được hưởng lợi nhiều nhất từ quá trình in."
Bài thuyết trình cũng khám phá sự hình thành và các chi tiết của dự án AM “ngọn hải đăng” nhằm thể hiện rõ những gì công nghệ có thể làm được. Varroc hợp tác với Ford để phát triển dự án ngọn hải đăng của riêng họ, làm việc trên một thiết kế đèn phái sinh tái sử dụng vỏ và thấu kính đúc phun đã có từ một mẫu xe hơi trong khi tất cả các thành phần khác đều được chế tạo mà không có công cụ thông thường, không chỉ phù hợp với nguyên mẫu mà còn khả thi về quy mô sản xuất (5.000-20.000 xe / năm). Công ty đã đạt được hầu hết những gì họ đặt ra, với 18 bộ phận khác nhau được sản xuất bằng AM. Schickel cho biết, kết quả chính là chiếc đèn đã vượt qua các yêu cầu cơ bản.
Panelist Mike Corliss, Phó chủ tịch Công nghệ của nhà cung cấp dịch vụ sản xuất Knust Godwin, tiết lộ rằng có rất nhiều rủi ro liên quan đến các quy trình xây dựng các bộ phận quan trọng, nhưng AM cho phép người dùng in các sản phẩm hình học rất phức tạp một cách nhất quán. Theo Corliss, Knust Godwin hiện đang sản xuất rôto, bộ trao đổi nhiệt, cánh quạt bọc và vòi phun cho ngành hàng không vũ trụ với AM vốn được sản xuất truyền thống bằng cách sử dụng chế tạo trừ.
Knust-Godwin cài đặt hệ thống in 3D kim loại Sapphire VELO3D.
Ông nói, thế giới dựa vào các quy trình kế thừa, nhưng AM cung cấp một cách để khai thác những cải tiến công nghệ trong 70 năm qua để thúc đẩy hiệu suất và chất lượng. Ví dụ, trong quá trình phát triển một thiết bị trao đổi nhiệt dạng vây tấm thông thường, các kỹ sư của công ty xác định rằng theo truyền thống, đó là một quá trình chế tạo rất dài, với 26 bước lao động. Trong khi các quy trình AM kỹ thuật số có thể tạo ra cùng một bộ phận mà không cần hàn, ít thời gian chạm hơn và các sản phẩm toàn vẹn tốt hơn cho thị trường chỉ trong chín bước. Sử dụng các hệ thống phụ gia thế hệ tiếp theo, Corliss mô tả rằng họ có thể in các bộ phận phức tạp hơn nhiều mà không cần hỗ trợ, dẫn đến việc xử lý hậu kỳ ít hơn và giảm chi phí.
“Sản xuất phụ gia cho phép các kỹ sư tối ưu hóa thiết kế theo những gì họ cần so với thiết kế xung quanh quy trình sản xuất hiện có. Điều này đặt lại quyền kiểm soát trong tay các kỹ sư và cho phép họ tự do thiết kế những gì họ muốn, ”Corliss báo cáo.
HP MetalJet để sản xuất hàng loạt.
Cuối cùng, Giám đốc Sản phẩm In kim loại 3D tại HP, Matthew Smith cho rằng kể từ khi công ty giới thiệu công nghệ Metal Jet vào năm 2018, họ đã nhanh chóng chuyển sang sản xuất mẫu và mở rộng quy mô sản xuất hàng loạt. Việc mở rộng in 3D sang sản xuất hàng loạt có thể được thực hiện bằng cách tận dụng các tiêu chuẩn công nghiệp đã tồn tại ngày nay và HP hiện đang thực hiện một số sản xuất hàng loạt với Cobra Golf và làm việc với các khách hàng khác, như Volkswagen, hướng tới việc tái tạo thành công sản xuất kim loại thông qua AM. Smith cho biết, mục tiêu của công nghệ in Metal Jet là sản xuất và giải quyết một thị trường in ấn nhỏ bằng cách cung cấp tính kinh tế vượt trội, chất lượng đột phá và công nghệ đột phá. Trước khi kết thúc phiên giao dịch, ông nhớ lại rằng việc theo đuổi Metal Jet nằm ở chỗ không yêu cầu phải thêm một lượng lớn giá trị vào một bộ phận để làm cho nó khả thi về mặt tài chính.
Các phiên họp tiếp tục vào ngày 28 tháng 9 khi nhiều chuyên gia AM hầu như đã tham gia vào nền tảng IMTS để chia sẻ những thành công và thách thức của họ với các ứng dụng AM.
Nguồn: 3dprint
Data Design Việt Nam
Tags: data design data design viet nam ddv mayin3D congnghein3D in3D
.jpg)
.jpg)