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用增材制造实现数字化

通过莱斯利Langnau|2022年6月1日

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供应链仍然是增材制造的一个故事,特别是最近拜登总统关于新的AM Forward计划的消息。我最近采访了戴夫·埃文斯,他是Fictiv,讨论AM和供应链等主题。

设计的世界·用增材制造实现数字化

以下是采访的要点。

我倡议
很高兴看到政府的支持,促进了美国的回流和制造业。添加剂行业是许多人将工业4.0和数字化引入制造业的灯塔。值得注意的是,重点是中小型制造商,“这真的是我们在美国制造业生态系统的基础,”埃文斯说。他说:“我认为,任何能够帮助这些制造商提高生产率、提高技术水平的方法,都只会有助于整个生态系统的发展。美国需要的正是这种基础设施来继续促进美国的建设。”

增材制造与供应链的数字化
“我认为数字化是一个流行词,”埃文斯指出。“我会用几种方式来分解它。当我们想到拜登政府提出的这一声明时,我认为添加剂可以在加快传统商店的许多制造过程中发挥关键作用。所以,这并不是说一定要用纯添加剂来制造一个最终用途的部件。您将需要其他过程,包括减法。我认为数字化可以帮助加快所有的操作和二次操作,这些都是为了制造一个最终使用的部件。这是看待数字化的一种方式。

“第二种方法是如何与合作伙伴合作。”

例如,虚拟公司将技术和软件引入中小型制造工厂,以帮助加快生产过程。例如,质量实践可以利用软件来完成测量文档,包括GD&T。许多产品会拍摄过程中的步骤,以跟踪最终产品。

埃文斯指出:“其中一个很酷的功能是,所有这些都可以在运营商的手机上完成。”“这一功能减少了计算机工作站的数量,有助于减少网络需求。这是利用生态系统中已有的技术的一种方式,但给他们软件来加快进程,真正与他们合作。”

工具箱里的另一个工具
越来越多的添加剂被认为是制造中必不可少的工具,而不是传统制造技术和工艺的替代品。

“我想在早期,当我还是一名工程师的时候,很多人被告知3D打印机将是我所需要的一切,我就像,他们告诉我,这将取代注射成型?我从来没有相信过这种观点。你可以叫我怀疑论者。我还是不信。我认为它是你工具箱里的一个工具,你打开抽屉,就会有时间和地点使用添加剂。有时,添加剂部分比聚氨酯铸造部分或注射成型部分,甚至可能是机械塑料更好。还有一些时候,它实际上可以加快制作最后一部分的步骤。因此,利用添加剂可以加快开发过程的某些部分。不是替代,而是真正的补充。”

加法能力教育
“我认为,由于一直有这么多钱投入到这方面,以这种增长速度,你真的必须继续阅读和自我教育。如果你真的想了解最好的材料特性或更快的印刷或制造零件的方法,你必须继续自学。这就像你在研究航空航天用的轻质聚合物,就像那里正在进行的材料科学一样,你必须继续学习。

设计软件的进步
大多数增材供应商正在向他们的产品组合中引入软件,或者正在与已有的CAD和模拟供应商合作。但仍然需要一个实际的功能原型。

“这是一个例子。我一开始是做机械工程师的。我是在福特起家的。我在做信息娱乐系统,汽车仪表盘。想想所有的按钮,旋钮,开关,在你的野马,你的福特融合。这些都是我在职业生涯中需要努力的事情。这是在2010年,2011年。
但如果你在八九十年代设计东西,你会建立这些东西的实体原型。你们进行了物理交互,因为那时我们的计算还不是很好。

在福特,所有的演示都是用PowerPoint做的,这意味着你可以做数字设计,截屏,把它们撕下来,放在某种类型的演示中,我们说的是模拟这个。但对我来说,模拟只能走这么远。”

我现在看到了一个变化,我想说,在过去的十年里,从一个想法到数字再到实体的能力,从来没有这么快过。我仍然认为没有什么能取代两个交配的部分结合在一起,看他们如何工作,感觉,咔嚓,咔嚓。

虽然CAD在模拟方面做得很好,但你能以如此快的速度将实体产品放在办公桌上,这是任何东西都无法取代的。所以我认为模拟DFM是好的,但我仍然认为物理部件在你的桌子上,如果你能做到真正的速度和高质量,我认为没有什么能取代它。

模拟、CAD和加法的融合
Evans将这些技术结合在一起,可能成为一种解决方案。

一段时间以前,CAD很强大,但模拟和观察实际制造过程的能力,基本上还处于初级阶段。现在,我们可以建立一个数字双胞胎,一个完整的模拟如何制造这个部分。结合所有不同的制作方法,设计师看到了许多潜在的组合方式。

埃文斯说:“现在正在发生的是模拟与CAD软件的融合,来说明如何构建这种高质量的产品。”“如果你需要这个非常紧密的,特定公差的功能,你的交货时间是这样的,或者你的成本可能是这样的,或者,嘿,你需要一个特殊的刀具,一个CNC工具来实现这个功能。你可以这样做,但这是它的含义。这就是模拟的力量。现在,你可以预先确切地知道你要买什么。我认为这是模拟与实体原型的结合,你将获得高质量的产品。

例如,Fictiv会对零件的制作过程进行完整的计算几何分析。在轴承座上,这将意味着在其上运行完整的刀具路径。使用多少刀具?机器时间是多少?4140材料和6061铝的材料去除率是多少?所有这些都是在它的软件上完成的。

添加剂如何增强供应链中的敏捷性和弹性
“很长一段时间以来,许多供应链专业人士都在回应,‘好吧,如果这个发生了,如果这个发生了,’他们针对所有这些假设建立了蒙特卡洛场景,这是五年前的事了。如今,它实际上是,‘当龙卷风来袭时,或当这艘船被困在洛杉矶港口时,或当苏伊士运河不允许船只通过时。“所以,我们从‘如果’时刻进入了‘当’时刻。每个人都需要在他们的模型中建立地理弹性。你不能过分专注于一个地区。

“我认为数字化可以在很多方面提供帮助。我们花了大量时间与供应链专业人士就地理弹性的话题进行合作。

“我认为添加剂,很长一段时间以来,一直是希望的灯塔。但我认为添加剂只是你需要拥有的数字剧本的一个方面。虽然我认为Fictiv是数字化剧本的一个章节,但你应该看看其他工具,比如Flexport,它是物流的数字化。我认为瑞安所建立的,是整个物流领域的数字化。你需要将所有这些数字层整合到你的弹性手册中。所以,是的,加法很好。但我认为我们应该思考其他数字解决方案如何推动我们需要的结果,也就是我们的供应链或产品的弹性或灵活性。

埃文斯认为,在不久的将来,数据处理的进步将有助于制造业向数字化转型。

他说:“回想一下10年前,或许15年前。“如果你想构建你的软件或网站,你会在前提服务器机架上构建。那是你唯一的选择。你会有一大堆服务器。你会计算你的负载能力。你需要雇佣一个IT部门,它会为你运行这些服务器。你只能祈祷不会发生什么事,让你的网站崩溃。你试着设计那些尖刺。

“时间快进到今天,没有人再考虑他们的网站会垮掉。没有人考虑负载平衡,因为它都运行在云、Azure、AWS等上。

“如果你拿供应链做同样的类比,今天我们仍然在‘内部服务器机架’上运行。“那个‘IT部门’就是供应链,他们正在尽最大努力用泡泡糖和有限的资金把所有的供应商连接在一起。现在这个组织正在利用新的工具,如添加剂,来数字化供应链的一部分,所以有点像把它转移到云端。我想说的是,如果你看这个全新的套件,如果你增加了附加功能,如果你把机器人放到你的设施中,你就开始向云过渡,这是一个你实际上有敏捷性的地方。你有内在的韧性。

“举个例子。今年第一季度,在深圳,就像2月底一样,整座城市因为新冠肺炎而关闭。超过1700万人无法离开自己的家园。只是锁定。很多客户会接到来自深圳所有供应商的电话,说交货会延迟,他们不知道什么时候会发生。
对于我们来说,在我们来的那个周一,我们有249个工作订单在那个地区生产。在24小时内,所有249个工作订单都通过我们的数字系统从该地区转移到新的制造商,我们对客户的交货期或成本几乎没有影响。我是说,有些人甚至连电话都没接到因为他们不知道他们的作品被转移了。就像是,‘你的零件将在5月15日到达,而且还在按计划进行。但在幕后,所有这些工作订单都被转移到新工厂。这就像AWS。这就像一个数字生态系统,你的网站就这样保持着。它的弹性。这就是为什么我认为更多的公司应该考虑采用这种弹性,而不是旧的方式。我们已经在服务器机架的计算中做到了这一点,现在我们也应该在供应链中做到这一点。

最后的建议是:
-想想你的电子剧本。
-想想你的差距和他们可以如何填补。
-如果你不采用数字技术,你就会被甩在后面。数码并非奢侈品。我们必须继续前进。


了下:快速制造零件
标记:fictiv

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