Interview met expert:John Wilczynski, uitvoerend directeur van Amerika, over hoe het de vooruitgang in 3D-printen stimuleert

Op deze manier zorgen we ervoor dat we op schema blijven met onze roadmap voor technologieontwikkeling. Binnen een jaar na oprichting van het instituut hebben we de roadmap vastgesteld en deze heeft de afgelopen zes tot zeven jaar als leidraad gediend. Het is onderverdeeld in vijf gebieden van ontwerp, materialen, processen, waardeketen en dan iets dat we AM-genoom noemen.

Dat gezegd hebbende, is het de manier waarop we technologische hiaten in de gemeenschap identificeren en vervolgens proberen de gemeenschap rond taken te katalyseren, om vooruitgang te boeken.

Het laatste onderdeel van waar we ons op richten als een primaire functie van het Instituut, is dat van onderwijs en personeelsontwikkeling.

Binnen onze ruimte willen we ervoor zorgen dat de gemeenschap beschikbaar is om te profiteren van de nieuw ontwikkelde technologieën, of dat nu een ontwerper, een materiaalbedrijf, een technicus op de vloer, enz. een verscheidenheid aan verschillende functieclassificaties die realiteit beginnen te worden.

We proberen ons te concentreren op het ontwikkelen van door de industrie erkende referenties. Net zoals we doen in onze technologische R&D, werken we samen met onderwijsaanbieders om ervoor te zorgen dat we de beroepsbevolking opleiden, via het K12-onderwijssysteem, via secundair onderwijs of via opleiding van gevestigde werknemers, waarbij we proberen mensen die kennen de techniek niet.

We zoeken naar manieren om te profiteren van hun bestaande vaardigheden om ze op te leiden, zodat ze nuttig kunnen zijn voor de industrie, aangezien we steeds meer posities ontwikkelen in de ruimte.

Dus hebben we ons gericht op die drie onderdelen, zowel voor onderwijs als voor technologische ontwikkeling. We hebben onze activiteit gecentreerd rond onze roadmap en we zien onszelf als een organisator, coördinator en katalysator.

De coördinatiecomponent van wat we doen is direct gekoppeld aan het werk dat we hebben gedaan in ons door leden gestuurde roadmapproces. Vandaag heeft America Makes ongeveer 225 leden, bestaande uit overheidsorganisaties, academische organisaties en de industrie, zowel kleine als grote bedrijven.

We nemen voortdurend de pols van die gemeenschap om te begrijpen waar de technologie zich vandaag de dag bevindt en wat de gewenste toekomstige staat is, en dat alles koppelen aan een toepassingsgerichte focus.

Het betekent het ontwikkelen van technologie voor het eindgebruik, in plaats van voor de lol of laboratoriumexperimenten. Dat is de kern van wat we bij het Instituut hebben gedaan en het zal de komende zeven jaar onze missie blijven.

We hebben talloze workshops gegeven met onze leden en met de overheid om er zeker van te zijn dat we begrijpen wat hun behoeften zijn.

Uiteindelijk hopen we samen te werken met organisaties om financiering of investeringen in de technologie te organiseren, of dat nu is via interne onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma's en binnen het bedrijf, of door overheidsinvesteringen in de technologie.

We willen ervoor zorgen dat we als land strategisch investeren in de technologie waar de meest kritieke lacunes zijn, en dat we deze zo snel mogelijk vooruit helpen en geen dubbele inspanningen leveren .

Wat is volgens jou de huidige status van standaardisatie binnen AM en hoe ver zijn we verwijderd van een uitgebreide reeks industriebrede standaarden?

Standaardisatie is een andere, zeer belangrijke activiteit waar we aan hebben gewerkt. De afgelopen drie jaar zijn we een organiserende functie geweest en hebben we opnieuw de rol van convenant en coördinator vervuld:de gemeenschap bij elkaar brengen en vervolgens de behoefte coördineren.

Een groot deel van wat dit aanvankelijk dreef, was dat het gebrek aan standaarden aanzienlijke problemen begon te veroorzaken. Toen de technologie aanzienlijk begon te verschuiven, van prototyping naar het ontwikkelen en produceren van componenten voor eindgebruik, werd het duidelijk dat we dat alleen met standaarden kunnen doen.

Als een koper een onderdeel voor een vliegtuig, een auto, een locomotief, wat het ook is, wil aanschaffen, heeft de acquisitiegemeenschap iets nodig om dat tegen te kopen. En we weten allemaal heel goed hoe we dat moeten doen.

Als u echter denkt aan conventionele productie, bestaan ​​diezelfde normen waartegen u in veel gevallen zou kopen, niet voor AM-componenten. Dus dat is echt een groot deel van wat dit drijft. En we beginnen daar vooruitgang te zien.

De Additive Manufacturing Standardization Collaborative (AMSC) roadmap, het werkproduct van de America Makes en America National Standards Institute, bestaat momenteel als wat we versie noemen 2.0. Het is beschikbaar als een dynamische routekaart op internet, waar u de geconstateerde hiaten kunt bekijken.

Een van de belangrijkste verbeteringen die het afgelopen jaar heeft plaatsgevonden, was de mogelijkheid om de roadmap dynamisch bij te werken. Als een organisatie, of het nu ISO, ASME, ASTM of SAE is, een taak op zich heeft genomen om deze specifieke leemte op te lossen, geven ze die informatie door aan onze organisatie en ANSI, en ze geven alle updates door die ze maken . Dus als ASTM of ISO een update naar een bepaalde standaard maakt, wordt dit gemarkeerd en bekend gemaakt aan de gemeenschap.

Dat is iets dat wereldwijd beschikbaar is, er is geen beperking op de toegang tot de site of het gebruik van de site. We hebben het de afgelopen jaren gepromoot. We hebben het de afgelopen twee jaar op Formnext gepromoot en uitgelegd hoe het landschap van de Amerikaanse standaarden eruitziet. Het begon als een taak om te proberen iedereen bij elkaar te brengen. Er was veel activiteit en veel parallelle activiteit in de ontwikkeling van normen.

We worden allemaal gedreven door de industrie. We hebben met de organisaties voor normontwikkeling kunnen communiceren dat het niet gepast zal zijn en ons niet snel genoeg zal brengen waar we moeten zijn. Door vele gesprekken hebben we mensen ervan kunnen overtuigen dat dit een goed idee is. De afgelopen jaren hebben we daaraan gewerkt met honderden mensen die samenkwamen om input te leveren aan deze normgroep.

Het standaardenlandschap is de afgelopen jaren enorm verbeterd. Toen we hier voor het eerst mee begonnen, toen we de gemeenschap bij elkaar brachten, was er eigenlijk helemaal niet veel op het gebied van standaarden. En wat we via de roadmap deden, was dat we 80 tot 92 hiaten identificeerden, afhankelijk van naar welke roadmap je kijkt. En toen begon het normalisatie-instituut er ook aan te werken.

De realiteit van de ontwikkeling van normen is dat op consensus gebaseerde normen, en dat zijn de overgrote meerderheid, nogal wat tijd nodig hebben om te worden geschreven en uiteindelijk worden beoordeeld en ingevoerd.

We hebben een aantal conceptnormen ontwikkeld, aan een groot aantal wordt momenteel gewerkt. Een deel daarvan bevindt zich in de peer review-fase, waar mensen ze kunnen gaan gebruiken en er feedback over kunnen geven.

Uiteindelijk zullen deze in de komende één tot twee jaar worden uitgerold in de federale normen. Het tempo waarin de gemeenschap ze ontwikkelt, is misschien niet ideaal. Maar vanaf nu is dat het proces, en dat is de manier waarop het moet werken om consensusgestuurde normen te krijgen.

We krijgen nu steeds meer verzoeken om samen met leden acquisitierichtlijnen te ontwikkelen. We schrijven ze niet, maar we helpen mensen bewust te maken van waar iemand, die een acquisitieprofessional is, moet worden opgeleid. 

Als we eenmaal in staat zijn om een ​​onderdeel daadwerkelijk te produceren en we hebben bewezen dat het acceptabel is, zijn er nog steeds hindernissen om de technologie op het punt te krijgen waarop we deze breed kunnen gebruiken in verschillende industrieën. Daarom zijn normen zo belangrijk en we zien dat er op dat gebied belangrijke stappen worden gezet.

Wat betreft het verbreden van het gebruik van AM, wat zijn volgens u de drie belangrijkste uitdagingen als het gaat om het versnellen van de acceptatie van de technologie?

Een daarvan is het hebben van door de industrie erkende ontwerpgegevens voor materialen:de gegevens die een ontwerper kan gebruiken en erop kan vertrouwen dat hij een component kan bouwen die voldoet aan die reeks bovenste en onderste ontwerplimieten. Dat bestaat niet in een gemakkelijk beschikbaar formaat voor een groot aantal materialen.

Dus we moeten onze toegang tot materiaaldatasets verbreden. Er zijn er genoeg die er zijn, maar lang niet genoeg. En in veel gevallen kan een organisatie deze hebben gemaakt en intern gebruiken, maar dat geeft geen brede toegang tot de gemeenschap als geheel.

De tweede grootste uitdaging is kwalificatie en certificering. Hoe kwalificeren we een onderdeel? Hoe certificeren we een proces? Er is veel activiteit gaande in deze ruimte, met name binnen de R&D-gemeenschap. Maar er is nog behoorlijk wat werk aan de winkel.

Veel van de regelgevende instanties zijn betrokken bij deze discussies en bij dit werk, maar het is nog steeds een grote hindernis om componenten zo gekwalificeerd te krijgen dat ze kunnen worden gebruikt voor eindgebruikstoepassingen.

Er zijn bewezen gevallen, maar op dit moment zijn ze erg specifiek voor het onderdeel en worden ze niet in meerdere families van onderdelen gedaan en niet op een manier die ervoor zorgt dat onderdelen op een doelmatige en goedkope manier worden geproduceerd .

De derde uitdaging is wat we design for additive manufacturing noemen. Wat ik daarmee bedoel, is de technologie echt gebruiken om volledig te profiteren van de ontwerpvrijheid die het biedt.

Veel van wat we hebben kunnen produceren, was gericht op het vervangen van een onderdeel dat eerder was ontworpen voor conventionele productie.

Wat we echt moeten pushen om vooruit te komen, is om mensen te trainen in het gebruik van de technologie, b.v. waar en wanneer moeten we organische ontwerpen gebruiken, wanneer moeten we interne geometrieën gebruiken en dergelijke. Dus echt begrip van ontwerp voor additieve fabricage is vereist, afgezien van een handvol mensen die er tegenwoordig erg goed in zijn.

En aan de andere kant, wat zijn enkele van de ontwikkelingen binnen de branche die u opwindend vindt?

De snelle vooruitgang van organisaties en nieuwe bedrijven die met technologieën op de markt komen. De afgelopen jaren is er geen gebrek geweest aan nieuwe productieprocessen waar een paar jaar geleden nog niet eens aan gedacht werd. Dus dat was heel opwindend, alleen de golf van organisaties die betrokken raakten, sommige komen uit het niets, en sommige zijn conventionele fabrikanten die nu betrokken raken bij AM.

Het is goed met beide die groepen die aan tafel komen:een daarvan zijn beproefde fabrikanten die begrijpen hoe ze een industrieel systeem moeten bouwen. Anderen zijn nieuw en gretig en brengen verrassende nieuwe technologieën op de markt.

Een ander spannend onderdeel ervan is software. AM maakt echt gebruik van het feit dat een onderdeel puur uit een digitaal bestand kan worden gegenereerd. Met de mogelijkheid om over een verscheidenheid aan softwareplatforms te bewegen, modellering en simulaties uit te voeren, stappen we af van de behoefte aan zoveel mogelijk empirische gegevens en testen. In plaats daarvan is het echt interessant om vertrouwen te hebben in de modellen die we genereren.

Het zal uiteindelijk de kosten voor het ontwikkelen van AM-componenten aanzienlijk verlagen. We moeten alleen voldoende gegevens genereren waar mensen vertrouwen in hebben, zodat we er echt van kunnen profiteren.

Hoe ziet u de branche de komende vijf jaar evolueren?

Ik zie helemaal niets vertragen. We zullen steeds meer technologie blijven zien en de grenzen verleggen van wat we nu willen accepteren.

Een ander ding dat we zien, en specifiek in het verleden, laten we zeggen twee jaar, is een sterke verschuiving naar productie, wat betekent dat de technologie puur voor eindgebruik wordt gebruikt.

We beginnen ontwerp voor additieven effectiever te introduceren. De businesscase wordt in sommige gevallen meer geschikt voor AM dan voor conventioneel, vooral als we denken aan deelconsolidatie.

Met AM ontwikkelen we nieuwe geometrieën die we nog nooit eerder hebben gehad. Ik zie dat de komende jaren alleen maar toenemen. En ik hoop dat de materiaalgegevensruimte de komende jaren een aantal doorbraken zal zien. Dus als we over vijf jaar nadenken, moeten we dit probleem oplossen, we moeten zover komen dat we gegevens genereren die breed kunnen worden gedeeld en gebruikt.

Zodra we in staat zijn om dat effectief te doen en brede datasets te gebruiken en die gegevens zodanig te coördineren dat we genoeg gegevens kunnen krijgen om betere en betere beslissingen te nemen met onze modellering en CAM, des te effectiever nieuwe legeringsontwikkeling zal zijn.

De meeste materialen die we gebruiken, met name voor metaal AM, zijn legeringen die al bestonden voordat we aan AM-componenten dachten, wat betekent dat sommige van die legeringen niet per se ideaal zijn voor additieven processen.

Als we bedenken hoe legeringen van de volgende generatie eruit zullen zien, wordt dit steeds interessanter, omdat het uiteindelijk zal leiden tot betere gebruiksscenario's en een beter gebruik van technologie.

Dus ik denk dat die twee dingen de komende vijf jaar aanzienlijk zullen evolueren:de toegang tot gegevens zal de eerste zijn, en dan zal het genereren van nieuwe legeringen met het modelleren van die gegevens, de achterhoede zijn daarvan in 5 jaar.

Terugkomend op America Makes, wat betekent 2020 voor de organisatie?

2020 is spannend, in die zin dat we uitkijken naar de komende zeven jaar. We zijn ons aan het voorbereiden om te identificeren wat de meest kritieke gebieden zijn waar onze leden naar moeten kijken.

Materiële gegevens staan ​​daarbij centraal. We zullen helpen om de gemeenschap bijeen te roepen over wat er moet gebeuren, en vervolgens om de activiteit te coördineren.

Daarnaast is het andere opwindende gebied in de toekomst echt kijken naar andere aanvullende industrieën om op te focussen. Ik probeer niet te suggereren dat we tot nu toe iemand hebben genegeerd. Maar de realiteit is dat de luchtvaart- en defensiegemeenschap, de businesscase-kant ervan en degenen die in de positie zijn om een ​​risico te nemen, tot nu toe goed zijn afgestemd op die gemeenschap.

We beginnen te zien, aangezien er steeds meer productiemogelijkheden komen, dat AM een stuk interessanter wordt voor de automobielgemeenschap. Ik denk dat dat volgend jaar een geweldige kans wordt.

We zijn eigenlijk bezig met het coördineren van een aantal road mapping-activiteiten met de automobielgemeenschap, en we zullen een aantal bruikbare activiteiten zien aan de kant van de toeleveringsketen. Nu er steeds meer technologie beschikbaar komt, moeten we ervoor zorgen dat we de leveranciers hebben om daarvan te profiteren.

We hebben op dit moment een aantal programma's die die taak op ons nemen, waarbij we proberen te begrijpen waar onze leveranciers zich vandaag de dag bevinden, versus waartoe onze leveranciers in staat moeten zijn.

Enige laatste gedachten?

De kant van onderwijs en personeel is erg belangrijk, vooral als de markt echt groeit in het tempo dat is voorspeld. We begrijpen dat we op dit moment niet over het personeel beschikken om echt te profiteren van de ontwikkelingen die we hebben gemaakt.

We moeten dus op het punt komen waarop we de gemeenschap trainen. We hebben momenteel een paar actieve programma's om dit te doen. We zien onze rol niet als de ontwikkelaar van die leerplannen, maar in plaats daarvan brengen we de gemeenschap van de overheid, de industrie en de academische sector samen om te kijken tegen welke vereisten het leerplan op verschillende niveaus moet worden gebouwd, wat betekent dat er verschillende functies zijn. of beschrijvingen die we willen definiëren.

En laat dan de vrije markt het overnemen, en mensen zullen programma's ontwikkelen op basis van die vereisten. Wat we echter willen helpen ondersteunen, is ervoor te zorgen dat ze worden ontwikkeld tegen een aantal door de industrie erkende behoeften.

Uiteindelijk willen we een geschoold personeelsbestand dat van organisatie naar organisatie kan verhuizen, b.v. wanneer ze met pensioen gaan uit de militaire dienst, kunnen ze worden opgehaald door een OEM, vanwege waar ze in zijn opgeleid, net zoals we zouden hopen dat elke functie die door de industrie erkende referenties zou hebben. Er is veel werk te doen in die ruimte, en het is iets waar we behoorlijk wat energie in steken.

Ga voor meer informatie over America Makes naar:https://www. americamakes.us/