Motorsport, Performance Racing en 3D Printing:een interview met Revannth Murugesan van Carbon Performance

De wereld van prestatieraces en motorsport wordt bepaald door innovatie. Waar prestaties en snelheid belangrijke criteria zijn, is het handhaven van technische uitmuntendheid cruciaal. Als zodanig kijkt de sector steeds meer naar technologieën zoals additive manufacturing om innovatie te stimuleren.

Een bedrijf dat gebruik maakt van deze ontwikkeling is Carbon Performance, een in het Verenigd Koninkrijk gevestigde startup die hoogwaardige componenten produceert met behulp van additive manufacturing. Met behulp van AI en blockchain-technologieën naast AM, wil het bedrijf de volgende generatie slimme auto-componenten leveren.

We spraken met Revannth Murugesan, algemeen directeur van Carbon Performance, om de voordelen van additieve fabricage voor high-performance racen en de huidige status van AM binnen de branche te onderzoeken.

Kun je me iets vertellen over Carbon Performance?

Carbon Performance is 's werelds eerste retailmerk voor consumententechnologie in de auto-industrie dat volledig is gebouwd rond additive manufacturing. In wezen is ons doel om de kloof tussen additieve productietechnologieën en de consumentenmarkt te overbruggen.

Met AM ontwerpen en produceren we hoogwaardige componenten, zoals ophangingsstijlen en remklauwen, voor de auto-industrie.

Hoewel u veel dingen kunt doen met additive manufacturing, van prototyping tot productie, zijn veel van de voordelen niet rechtstreeks bij de eindgebruiker terechtgekomen. Natuurlijk zijn er uitdagingen om deze kloof te overbruggen, en dat is waar Carbon Performance om de hoek komt kijken.

Wat is de visie achter Carbon Performance?

Omdat we al geruime tijd in de auto-industrie actief zijn, begrijpen we dat de wereldwijde koolstofemissies ongekend hoog zijn. We proberen dit milieuprobleem binnen de auto-industrie op te lossen en inefficiënties in de componenten zelf op te lossen door gebruik te maken van kunstmatige intelligentie en 3D-printen.

Dus ons einddoel is tweeledig:1) de impact van productie op het milieu verminderen en 2) productie terugbrengen naar het VK.

Welke voordelen heeft additieve fabricage voor racen op topniveau?

Ten eerste zou ik zeggen dat additive manufacturing de prestaties verbetert.

Laten we als voorbeeld onderdelen van de ophanging nemen. Bij traditionele productie zouden fabrikanten een blok metaal nemen en materiaal wegsnijden om de uiteindelijke vorm te krijgen.

Daarentegen zijn onze ophangingscomponenten door middel van additieve fabricage 25% lichter. Dit verbetert de onafgeveerde massa van een auto, wat zich letterlijk vertaalt in verbeterde prestaties.

Op dit moment hebben we acht tot tien procent materiaalverspilling, maar we zijn van plan dit terug te brengen naar nul procent, wat een hele uitdaging is.

Ten tweede kan additive manufacturing de brandstofefficiëntie verbeteren. Met onze high-performance klanten kunnen we dit in cijfers aantonen. We kunnen een auto bijvoorbeeld zes seconden sneller laten gaan in 80 ronden. In prestatieraces is een marge van dit type enorm.

Hoe heeft u, met de uitgebreide ervaring die u in de branche heeft, de additieve fabricage door de jaren heen zien evolueren?

Ik was 14 of 15 toen ik mijn eerste 3D-printer kocht. Destijds was de industrie veel eerder dan waar we nu zijn op het gebied van 3D-printen. Zo waren de materiaalmogelijkheden zeer beperkt. ABS was toen een luxe!

Ik heb de industrie zien groeien van desktop 3D-printen naar industriële additive manufacturing met SLA, SLS en natuurlijk 3D-printen van metaal. Dat is heel bemoedigend.

De industrie groeit snel:ongeveer 38% CAGR. Het is gegaan van een handvol 3D-printerfabrikanten naar duizenden fabrikanten, servicebureaus, bedrijfsadviesbureaus en materiaalleveranciers. Het ecosysteem is duidelijk in ontwikkeling.

Wat we met Carbon Performance proberen te doen, is de industrie tot het uiterste te drijven en consumentenproducten op de markt te brengen, in plaats van dat de technologie zich beperkt tot gespecialiseerde toepassingen. Dat is zo'n beetje waar de industrie zich nu bevindt.

Kunt u uitleggen hoe u generatieve ontwerp- en optimalisatietools gebruikt en welke voordelen ze opleveren voor het productieproces?

Generatief ontwerpen staat nog in de kinderschoenen. Er zijn eigenlijk maar een klein aantal bedrijven die dit aanbieden.

Dat gezegd hebbende, gebruiken we technologieën zoals generatief ontwerp om nieuwe producten op de markt te brengen. Generatieve ontwerpsoftware helpt ons bijvoorbeeld om radicale oplossingen te bedenken. In wezen proberen we onze producten minstens 40% lichter te maken.

Dus we gebruiken tools voor generatieve ontwerp-, rooster- en topologie-optimalisatie om het gewicht van de componenten te verminderen en hun prestaties te verbeteren.

Je gebruikt ook AI en blockchain. Kunt u uitleggen hoe Carbon Performance deze technologieën gebruikt in combinatie met 3D-printen?

Ten eerste is het belangrijk om te zeggen dat kunstmatige intelligentie vaak verkeerd wordt begrepen:het is geen enkele technologie, maar eerder een overkoepelende term voor een reeks technologieën. Generatief ontwerp is eigenlijk een vorm van kunstmatige intelligentie omdat ontwerpen worden gegenereerd met behulp van machine-intelligentie.

We zijn momenteel bezig met het ontwikkelen van onze eigen generatieve ontwerpsoftware, die we in 2020 willen voltooien. Het wordt de tweede generatieve ontwerpsoftware in het VK.

Blockchain dekt de veiligheidskant van dingen, die volgens mij enorm belangrijk is. IP-bescherming en copyright/handelsmerken zijn een belangrijk punt, aangezien in theorie iedereen uw STL-bestanden kan bemachtigen en afdrukken. Dat is waar de 3D-printmarkt zich momenteel bevindt. We hebben iets nodig dat dat extra beveiligingsniveau toevoegt.

Ons gebruik van blockchain bevindt zich momenteel in de bètafase. We kunnen bijvoorbeeld een STL-bestand nemen en het distribueren naar vertrouwde partners over de hele wereld, bijvoorbeeld in Azië of Noord-Amerika. Deze partners hebben een 16-cijferige sleutel en alleen zij hebben toegang tot het bestand. Niemand anders heeft toegang tot het bestand of kan het downloaden. Dat is waar blockchain om de hoek komt kijken.

Het concept van blockchain voor 3D-printen is weliswaar nog vrij vroeg, vooral als het gaat om de bestandsgroottes waarmee je kunt werken. Ik kijk naar waarschijnlijk 5 tot 10 jaar voor de blockchain-technologie om te evolueren naar een fatsoenlijk opslagplatform zoals iCloud.

U noemde het belang van beveiliging. Kun je hier wat meer over vertellen?

Absoluut.

Laten we AM vergelijken met traditionele productie, waar handelsmerken en auteursrechtelijk beschermde ontwerpen zijn. Met AM heb je open source software waar iedereen een ontwerp kan maken. U wijzigt het ontwerp van het bestand meerdere keren. Dus mogelijk zouden we maanden kunnen besteden aan het ontwerpen van een component, en iemand anders zou het STL-bestand in handen kunnen krijgen en het eigendom ervan kunnen claimen.

Beveiliging is het meest essentiële onderdeel van het 3D-printproces. En het is niet alleen een kwestie van eigendom. Namaakproducten kunnen een reëel probleem vormen, vooral in de auto-industrie.

Als we bijvoorbeeld remklauwen produceren, wat als iemand anders de STL-bestanden in handen krijgt en een vervalste versie maakt? Hier wordt het zowel een kwestie van prestatie als veiligheid. Het product zou kunnen falen en mensen zouden het nog steeds onbewust kopen omdat het er hetzelfde uitziet.

Kunt u succesverhalen van klanten delen?

We werken momenteel samen met een organisatie in Manchester om 's werelds eerste 3D-geprinte elektrische skelter te ontwikkelen. We willen dit over ongeveer zes maanden onthullen.

We werken ook samen met een in Kent gevestigd raceteam om een ​​Ducati-achterbrug te ontwikkelen. We hebben hier een overweldigende respons op gekregen, aangezien we tot nu toe 250 bestellingen hebben ontvangen.

Hoe ziet u het landschap voor additive manufacturing in de komende 5 jaar veranderen?

In termen van vaardigheden heeft innovatie naar mijn mening alles te maken met mensen en technologieën. Het heeft geen zin om te streven naar geavanceerde technologieën zonder de mensen om ze te adopteren. Momenteel heeft de industrie geen ontwerp voor vaardigheden op het gebied van additieve fabricage. Dit is vooral het geval in het VK.

Er wordt op dit gebied veel werk verzet. In het VK hebben we bijvoorbeeld de AMRC van de University of Sheffield en het Manufacturing Technology Centre (MTC), die beide trainingsvaardigheden aanbieden. En bij Carbon Performance bieden we persoonlijk STEM-training aan middelbare scholieren als onderdeel van onze MVO. We bieden hen trainingen in DfAM, generatief ontwerpen en optimaliseren.

We hebben een sterke groei gezien in het aantal mensen dat deze vaardigheden wil leren, vooral voor consumententoepassingen.

Zijn er uitdagingen die u voorziet?

Er zijn veel uitdagingen, om eerlijk te zijn. De kwestie van IP-bescherming is misschien wel de meest uitdagende.

De tweede is het afdwingen van strikte fabricageregels en standaardisatie. U kunt bijvoorbeeld niet dezelfde procesparameters op verschillende machines in de markt afdwingen.

Ten derde is de beschikbaarheid van geschikte materialen. Hoewel we aluminium- en titaniumpoeders hebben, zijn er nog steeds veel inconsistenties in de eigenschappen van deze poeders, wat een probleem is bij het ontwerpen van nauwkeurige onderdelen.

Ten slotte is er de volumevraag. Productie opereert over het algemeen in een hoogwaardige serieproductieomgeving. Maar in de autosport en AM werken we met een productiemodel met een laag volume en een hoge waarde.

Ik zou AM nog 20 jaar de tijd geven om zich echt te ontwikkelen tot een productiemodel met een hoog volume en een lage waarde.

Hoe ziet 2019 eruit voor Carbon Performance?

In 2019 zullen onze componenten daadwerkelijk in auto's op de weg verschijnen, waarop consumenten vertrouwen.

Als ik praat met consumenten en klanten die al 40-50 jaar in de auto-industrie werken, twijfelen ze nog steeds of 3D-printen metalen onderdelen kan produceren, zelfs als ik ze onze componenten laat zien. twijfels hebben over 3D-printen waarmee metalen worden geprint.

Dat komt waarschijnlijk omdat de gemiddelde adoptietijd in de industrie voor nieuwe technologieën vier tot zes jaar duurt en het miljoenen ponden kost.

Dus we proberen dit stereotype dat auto-onderdelen deze harde, vaste onderdelen zijn te doorbreken door te laten zien dat we slimme onderdelen en toepassingen kunnen ontwikkelen. Het belangrijkste is dat we een ecosysteem van slimme, verbonden componenten creëren.

We hebben bijvoorbeeld QR-codes ingebed in onze componenten, zodat u de specificaties van een auto kunt zien. We werken ook aan levenssensoren voor motorsport, zodat je live gegevens en spanningen in het product zelf kunt zien.

Eindelijk zijn we van plan om in maart de Noord-Amerikaanse markt te betreden en hebben we 50 toepassingen in de pijplijn.

Ten slotte zei u dat het vier tot tien jaar duurt voor een industrie om nieuwe technologieën te adopteren. Waar is de acceptatiegraad voor AM binnen prestatieraces?

Het is nog steeds in ontwikkeling, om eerlijk te zijn. McLaren staat natuurlijk bekend om het feit dat ze tijdens de races een AM-machine op de baan hebben, maar dat is alleen voor montagedoeleinden, ze doen het voor montagetests.

Maar de realiteit is dat hoewel er veel innovatie is geweest in de Formule 1, de inconsistenties in de materialen en processen nog steeds erg moeilijk te overwinnen zijn. Ik zou het nog 5 jaar geven voor prestatieraces om AM volledig te gebruiken als productiemethode.

Ga voor meer informatie over Carbon Performance naar: www.carbonperformanceltd.com .