Tornato alla stampa 3D, nel 2005, David Burns è entrato in ExOne per trasformare in realtà la produzione utilizzando la stampa 3D. Nei tredici anni seguenti sono cambiate molte cose. Abbiamo visto molte aziende di stampa 3D andare e venire. Nel 2005 la “stampa 3D per la produzione” era carina e solo poche voci solitarie gridavano che questo sarebbe successo, David era tra loro. Lui e ExOne stavano affrontando il controllo della qualità, l’affidabilità e la ripetibilità a quei tempi; e cercando di rendere la stampa 3D un processo industriale. Stavano iniziando a produrre decine di migliaia di parti metalliche a basso costo per i clienti. Insieme a Voxeljet erano anche le uniche aziende a getto d’inchiostro in metallo, mentre ora ci sono oltre una dozzina di persone in varie fasi della commercializzazione delle tecnologie di stampa 3D a getto d’inchiostro in metallo. Interi cori, senza alleggerimento di conoscenza o esperienza, ora stiamo gridando che la stampa 3D per la produzione è il futuro. Nel frattempo, David stava facendo il sollevamento pesi (e un IPO) mentre molti di voi probabilmente non avevano mai sentito parlare di stampa 3D. Ora che è unmembro del consiglio di amministrazione indipendente, consulente e consulente ha il tempo di riflettere sul suo tempo nelle trincee di stampa 3D con alcune risposte penetranti.
Sei arrivato alla stampa 3D nel 2005 da un background in produzione. Com’era il panorama della stampa 3D come allora?
” Nella vita dei prodotti, il 2005 sembra un secolo fa. Ridevamo, come abbiamo evangelizzato per questa tecnologia ” innovativa “, che la gente ci picchiava sulle teste e diceva “oh, suona bene”. Non c’è dubbio che nel 2005, il sentimento generale era che la stampa 3D era una curiosità e non una seria spinta tecnologica. Ciò ha impedito il progresso in molti modi, non ultimo il fatto che i fondamentali di ricerca e sviluppo sono stati lenti a passare alla stampa 3D “.
E adesso?
“Oh, come è cambiato il paesaggio. Il sentimento tra gli utenti finali non riguarda più “se avremo successo”, ma piuttosto un chiaro senso che “avremo successo”. A livello globale, possiamo vedere una determinazione (e quasi la disperazione) per finanziare idee emergenti e vederle attraverso il successo o il fallimento. Naturalmente ciò vale anche per tutte le tecnologie supportanti e abilitanti che circondano la stampa 3D, come software, materiali, ispezione, tecnologia dei sensori, trasmissione e archiviazione dei dati , ecc. Chiaramente, abbiamo bisogno di successo in tutti gli aspetti di questo cerchio tecnologico per sviluppare contemporaneamente. ”
Quali sono i miglioramenti più significativi nel tempo?
“Gli ultimi anni hanno visto l’emergere di alcune innovazioni piuttosto sorprendenti nella stampa 3D stessa. Ciò include una serie davvero impressionante di approcci basati su macchine, spesso combinati con robotica e intelligenza artificiale per integrare pienamente le funzionalità all’interno delle linee. E c’è stata una tendenza interessante ma tranquilla a “ibridare” gli approcci tecnologici di produzione tradizionali con approcci additivi “.
Oggi c’è ancora molto rallentamento nella stampa 3D nella produzione. Quali sono alcuni dei principali problemi?
“Bene, uno degli elementi più importanti di un ambiente di produzione efficace e robusto è l’impegno al miglioramento continuo. Quindi, in quel contesto, vedo due aree di focus a breve termine che potrebbero davvero aiutare.
Il primo sarebbe l’ investimento nella stabilità del processo. È diventato motivo di orgoglio in molti ambienti di produzione che i modelli di deviazione di base dei risultati siano ben compresi e controllati. La maggior parte della stampa 3D manca della stabilità di processo di base che è così necessaria per la produzione di volume.
La seconda sarebbe la necessità di estendere (e rapidamente) estensivamente la suite di materiale che può essere efficacemente stampata. La buona notizia sul lato materiale è che la stampa 3D consente l’emergere di nuovi materiali personalizzati.
Voglio essere sicuro di fare un punto, però. Vedo questi problemi come risolvibili in modo eminente. Con un solido ambiente di finanziamento per la R & S, queste sfide fondamentali saranno superate. È semplicemente una funzione della quantità e della velocità dell’investimento che determinerà la velocità con cui li superiamo. ”
Il QA sembra molto poco sviluppato nella stampa 3D?
“Voglio cambiare un po ‘il linguaggio di quella domanda. Esistono metodologie di miglioramento continuo che possono essere applicate direttamente a 3DP e spostarle in avanti, nel senso di AQ. Puoi vedere prove crescenti che funziona … ma voglio dare una precauzione qui. Abbiamo bisogno degli imprenditori per capire che ci sono processi ben collaudati all’interno della produzione che non possono essere ignorati. Mi preoccupo, un po ‘, che alcune aziende stiano tentando di avvicinarsi al mercato industriale con poca esperienza, o poco senso del lungo percorso produttivo verso l’ottimizzazione.
Capisco perché possa sembrare che il QA stia rallentando in 3DP, dal momento che ci sono deviazioni consistenti anche nelle caratteristiche part-to-part. Ma con l’applicazione di processi di miglioramento continuo e l’iniezione di dollari di ricerca al momento giusto, questi problemi spinosi sono risolvibili. ”
Nei metalli, sembra che stia succedendo molto adesso, con investimenti che si riversano e molta eccitazione. Quali sono le aziende che stai guardando da vicino?
“Parte del mio lavoro consiste nell’essere consigliere generale di AMT – The Association for Manufacturing Technology. Ma una parte del mio tempo è destinata a fornire servizi di consulenza direttamente alle aziende manifatturiere, alcune delle quali sono aziende 3DP. Quindi, probabilmente non è giusto per me nominare specificamente le aziende che trovo eccitanti. Detto questo, la produzione è un’attività globale di ampia portata. Tendo ad essere eccitato dalle aziende di stampa di metalli che sono chiaramente focalizzate sulle esigenze degli utenti finali e non sono semplicemente innamorate delle loro stesse tecnologie. Inoltre, non vedo la necessità per le aziende emergenti di sentire la necessità di stampare i materiali più duri, nelle applicazioni più difficili. Cisono una miriade di opportunità per le aziende che vogliono competere sulle misure consolidate per la produzione: costi, qualità e consegne puntuali. ”
Sono un po ‘più scettico della maggior parte dei metalli a legante. Il restringimento non continuerà a essere problematico? O risolveranno questi problemi?
“Bene, le domande sul binder jetting suggeriscono alcune delle cose che abbiamo appena discusso. Alcune società di jet di raccoglitori stanno, infatti, guardando al mondo MIM per idee sul controllo del processo di sinterizzazione. E ci sono sicuramente risposte utili lì. Altri hanno investito dollari significativi e hanno trovato modi per aumentare la densità e ridurre la distorsione. Penso che la sinterizzazione offline possa rappresentare una sfida significativa, ma che una ricerca sufficiente possa trovare soluzioni innovative. Non sono del tutto sicuro che le sfide poste dalla sinterizzazione off-line implichino una variazione significativamente più part-to-part rispetto ad altri processi basati sul letto di polvere. E vedo i vantaggi in termini di costi nel rilegatura. Penso che ci sarà un numero sano di applicazioni per le quali il binder jet sarà appropriato. ”
Stiamo vedendo nuove aziende che cercano di affrontare le parti metalliche a basso costo.Quali tipi di parti saranno prima industrializzati?
“Bene, il mercato a basso costo pone alcune sfide. I costi materiali ed energetici presentano ostacoli iniziali che devono essere superati. Detto questo, ci sono molte parti che funzionano in volumi relativamente bassi e che richiedono un fissaggio e un cambio significativo su macchine tradizionali. Questi sono buoni obiettivi. Inoltre, molti di questi tipi di componenti provengono da località remote, per ragioni che tutti comprendiamo. Se facciamo un’analisi realistica dei costi reali della catena di approvvigionamento, comprese le comunicazioni, il capitale circolante, la risoluzione della qualità, ecc., Vedo abbondanti opportunità per la stampa 3D. ”
Pensi che nel breve termine ci sarà una competizione diretta tra le nuove compagnie di rilegatura e le società DMLS (Powder Bed Fusion, Selective Laser Melting)?
“Forse non nel breve periodo. I punti di forza di ogni processo sono attualmente leggermente diversi. Detto questo, man mano che più materiali diventano disponibili e man mano che la coerenza parte per parte migliora, la concorrenza si svilupperà (e dovrebbe). Ricorda, il mercato annuale dei prodotti tecnologici di produzione tradizionali (su base globale) è compreso tra 90 e 100 miliardi di dollari. All’interno di questo c’è un enorme mercato per le macchine. Mentre alcune di queste macchine sono per scopi speciali , la stragrande maggioranza è “parte agnostica”. Cioè, possono essere usati per una vasta gamma di parti. Penso che questo sia l’inevitabile percorso evolutivo per le macchine utilizzate per 3DP in metallo. ”
Come pensi che si svilupperà il mercato della stampa su metallo?
“Penso che la risposta a ciò possa variare in base alla regione del mondo. Negli Stati Uniti, che importa un gran numero di parti metalliche da altri luoghi, penso che l’accelerazione sarà rapida. Riesco facilmente a vedere dove gli uffici di assistenza che dispongono di funzionalità di ampio respiro (inclusi processi tradizionali, ispezione e certificazione) cresceranno molto rapidamente, poiché la catena di approvvigionamento si adatta alla potenza delle tecnologie di produzione digitale integrate. Penso che gli OEM possano investire più lentamente degli uffici di assistenza, ma non importa. Ciò che importa è che le transizioni di fornitura abbraccino queste nuove tecnologie di produzione integrate. In altri paesi, la sfida transitoria potrebbe essere diversa. Nei paesi che sono pesantemente investiti in infrastrutture produttive, la decisione di disinvestire nel loro ben collaudato, i processi altamente capitalizzati potrebbero essere più difficili. Chiaramente, l’emergere di offerte di prodotti che sono a linee complete (molte di recente) sono reazioni alla sfida di spostare processi produttivi ben sviluppati ed efficaci “.
Qual è la cosa che ti ha sorpreso di più nella stampa 3D?
“Questa è una domanda difficile. Mi sono interessato, quindi immerso, a 3DP molto tempo fa. Forse ho visto l’immenso potenziale, da una prospettiva di alto livello. Ma, con un background nella produzione tradizionale (che è abbastanza efficace e che io rispetto molto), non era chiaro come 3DP sarebbe mai diventato abbastanza robusto da spostare quella struttura tradizionale. Soprattutto quando pensavo all’enorme quantità di investimenti che sarebbe stato necessario. Penso che un elemento chiave di transizione sia diventato la volontà degli OEM di assumere un ruolo di leadership nello sviluppo di tecnologie di produzione avanzate. In passato, queste stesse società erano relativamente contente per consentire alla catena di fornitura di evolvere le tecnologie di produzione. Al giorno d’oggi, gli utenti finali sono direttamente coinvolti nel finanziamento e nella guida di tale sviluppo. La sorpresa finale, per me, è in realtà quanto sia potente questa combinazione di software, hardware e materiali nel cambiare il nostro mondo. Le applicazioni che sono emerse e sono stupefacenti e rendono il mondo un posto migliore. Non vedo l’ora di vedere cosa succederà dopo. “