Ford drijft 3D-print innovatie: Inzichten van AM-leider Harold Sears

Hoe ziet de toekomst van automotive productie eruit? Ford Motor Company heeft misschien wel het antwoord.

In de zomer van 2018 opende Ford zijn state-of-the-art Advanced Manufacturing Center in Michigan. De 135.000 vierkante voet, $45 miljoen faciliteit brengt collaboratieve robots, VR, AR en een robuust 3D-print ecosysteem samen – met 23 industriële 3D-printers die al productontwikkeling vormgeven en integratie in productielijnen verkennen.

Harold Sears over de Evolutie van Additieve Productie

Met 25 jaar in de industrie legt Harold Sears, Technical Leader of Additive Manufacturing Technologies bij Ford, uit hoe het veld is gegroeid van simpele conceptmodellen naar hoogpresterende productieonderdelen.

• Vroeg 3D-printing was beperkt tot visuele prototypes.
• Voortgang in duurzame materialen maakte functionele prototypes mogelijk.
• Vandaag wordt AM gebruikt voor prototype, tooling, en zelfs afgeronde voertuigcomponenten.

De afgelopen vijf jaar hebben AM's functionele rol ver ver voorbij het eerste decennium versneld, wat het integraal maakt voor dagelijkse engineering en productie.

Ford's Huidige AM Strategie en Waarde

Ford produceert tienduizenden 3D-geprinte onderdelen per jaar voor prototype-ontwikkeling. Het bedrijf breidt AM nu uit naar de productievloer, gefocust op:

• Efficiënte tooling, jigs en fixtures die insteltijd verminderen.
• Automotive-specifieke onderdelen ontworpen voor productiegebruik.
• Samenwerkingen met leveranciers om materialen en bouwenveloppen te ontwikkelen die aan automotive eisen voldoen.

In tegenstelling tot luchtvaart of medische sectoren, heeft automotive unieke materialen en grotere bouwvolumes nodig; Ford streeft ernaar de industrie hierin te leiden.

Belangrijkste Automotive Eisen voor AM

• UV-weerstand: Materialen moeten constant UV-blootstelling weerstaan.
• Temperatuurtolerantie: Onderdelen moeten grote thermische zwenkingen doorstaan.
• Bouwenvelop: Grotere onderdelen vereisen machines met uitgebreide bouwvolumes.
• Doorvoer: Productievolumes eisen onderdelen geproduceerd in minuten of seconden, niet uren.

Toekomstige Volume Projecties

Vijf jaar geleden kon AM een paar duizend onderdelen produceren; vandaag bereikt het tienduizenden. Binnen 3-5 jaar anticipeert Ford productiecapaciteiten van 400-500k onderdelen per maand, een substantiële sprong naar hoog-volume automotive productie.

Succesverhalen in Productontwikkeling

Ford's AM-programma heeft prototype-cycli dramatisch versneld:

• Ingenieurs kunnen gelijktijdig meerdere ontwerpvarianten printen, wat parallelle testen mogelijk maakt.
• Snelle iteratie verlaagt gereedschapskosten en verkort time-to-market.
• Ergonomische tooling gecreëerd via AM verbetert operatorcomfort en productkwaliteit.
• Vroeg AM-integratie projecten voorspellen besparingen van meer dan $2 miljoen.

De Volgende Vijf Jaren: Polymeren, Metalen en Meer

Terwijl metaal AM prominent blijft, winnen polymer- en plastictechnologieën aan tractie. Ford zal beide stromen blijven verkennen, de sterktes en beperkingen in evenwicht brengend. Nadruk zal ook liggen op:

• Verfijnen van softwaretools voor Design for Additive Manufacturing (DfAM).
• Verbeteren van generatieve en topologie-optimalisatie software voor intuïtief gebruik.
• Training van personeel om te denken in AM-centrische ontwerpprincipes.

Hardware, software en training moeten samen evolueren om AM's volle potentieel te ontgrendelen.

Advanced Manufacturing Center: Visie en Collaboratie

Het centrum fungeert als collaboratieve hub waar Ford engageert met tier-one leveranciers en 3D-print leveranciers. Kenmerken omvatten:

• Flexibele vloerruimte voor consignatietesten van nieuwe machines.
• Hands-on feedback loops voor materiaal- en procesontwikkeling.
• Co-creatie van automotive-specifieke onderdelen met partners.

Wat Volgt voor Ford in 2019 en Daarna

Ford's investering in het Advanced Manufacturing Center zal vertalen in:

• Productie van 3D-geprinte componenten voor toekomstige voertuigen.
• Nieuwe toepassingen die productie stroomlijnen, ontwikkeling versnellen en kwaliteit verbeteren.
• Diepere integratie van AM in dagelijkse operaties, bewegend van uitzondering naar standaardpraktijk.