Wawancara dengan Pakar:Spencer Wright dari pencerw.com dan nTopology

Hampir semua orang yang terlibat dalam dunia manufaktur akan menjelajahi blog Spencer Wright atau buletin manufaktur di beberapa titik. Spencer adalah ahli lama dalam alur kerja untuk manufaktur aditif logam dan kepala penelitian &kemitraan di nTopology. Spencer cukup baik untuk duduk bersama RP Platform untuk membahas latar belakangnya di AM dan manufaktur konvensional, pekerjaannya saat ini merancang alur kerja yang dioptimalkan, dan bagaimana dia melihat bidang ini berkembang dalam waktu dekat.

Bagaimana awalnya Anda tertarik dengan pencetakan 3D?

Saya tertarik dengan pencetakan logam hanya karena kedengarannya keren!

Latar belakang saya adalah manufaktur tradisional. Saya seorang manajer proyek, manajer produk, perancang mekanik yang cukup baik… Saya membuat rangka sepeda khusus selama beberapa tahun. Setelah itu, saya bekerja di toko prototipe tempat kami mengembangkan rakitan elektromekanis, jadi saya mendapat pengalaman dalam desain sistem tertanam.

Saya pindah ke New York pada tahun 2012 dan mengambil langkah mundur dan memikirkan apa yang ingin saya fokuskan, sambil terus mengerjakan barang-barang yang diproduksi secara konvensional. Tapi saya mencari sesuatu yang sedikit berbeda. Pada saat itu, Makerbot dan Shapeways sangat besar di kancah perangkat keras New York. Keduanya adalah perusahaan yang sangat menarik, tetapi memiliki latar belakang di bidang mekanik – struktural, fungsional – saya menjadi penasaran dan mendengar tentang beberapa teknologi pencetakan logam yang berbeda. Ini terjadi sekitar waktu yang sama ketika GE mengakuisisi Morris, yang membuat gebrakan besar di sini, di AS. Saya menjadi akrab dengan sekelompok orang yang bekerja di perusahaan strategi bernama Undercurrent, yang saat itu banyak bekerja dengan GE, dan akhirnya bergabung dengan mereka secara penuh waktu.

Melalui pekerjaan itulah saya menjadi sadar akan fusi bedak bubuk logam. Ada banyak pemasaran di luar sana tentang bagaimana pencetakan 3D akan mengubah X, Y dan Z, tapi saya pikir "Mari kita dapatkan beberapa konteks di sini". Kami memiliki proses manufaktur yang sangat stabil. Kami memiliki ekstrusi, kami memiliki casting, kami memiliki penempaan, kami memiliki permesinan ... Ini adalah industri multi-miliar dolar. Bagaimana pencetakan logam dibandingkan dengan mereka?

Jadi saya mulai melihat ke dalamnya dan menemukan bahwa printer ini berharga sekitar $1 juta, yang tampak seperti banyak uang dibandingkan dengan pabrik CNC. Jadi pertanyaannya adalah, "Apa yang bisa mereka cetak?" Platform build kira-kira seukuran kotak roti, jadi apa bagian bernilai tinggi yang cocok dengan kotak roti dan mungkin mendapat manfaat dari bobotnya yang ringan, atau memiliki beberapa elemen desain yang menarik?

Sebagian besar industri percetakan logam saat ini adalah suku cadang untuk kedirgantaraan, atau implan medis, atau minyak &gas, tetapi jawaban yang saya dapatkan adalah suku cadang sepeda. Ini sebenarnya industri yang hebat, karena orang akan membayar banyak uang untuk sesuatu yang sedikit lebih ringan atau lebih cocok. Jika Anda dapat mencetak bagian yang terlihat sangat unik, itu jelas futuristik, orang-orang seperti itu.

Saya tidak tahu apa-apa tentang teknologinya, tetapi saya tahu cara mendesain suku cadang, saya tahu cara mencari suku cadang, dan saya tahu cara mengajukan pertanyaan. Jadi saya menggunakan ketiga keterampilan itu (dan fakta bahwa saya memiliki blog dan buletin, yang merupakan lubang besar di pasar) dan terus mengerjakannya. Saya mendesain dan mencetak bagian, lalu menulis tentangnya, dan itu menjadi sesuatu. Saat saya sedang mengerjakan sesuatu, saya mulai mendapatkan lebih banyak dan lebih banyak panggilan tiba-tiba dari orang-orang di perusahaan seperti Siemens dan Philips, yang jauh lebih baik dalam hal ini daripada saya. Itu mengeluarkan suara saya dan memberi saya akses ke orang-orang di perusahaan ini, jadi saya bisa mengajukan pertanyaan dan menemukan apa yang mereka alami.

Sekitar waktu itu, saya akhirnya mencari sesuatu yang sedikit berbeda dalam karir saya. Saya memutuskan untuk fokus penuh waktu pada alur kerja manufaktur dan desain, jadi sekarang saya bekerja di nTopology, yang membuat perangkat lunak desain untuk pencetakan 3D industri. Sebagian besar yang saya lakukan adalah mencari tahu bagaimana perangkat lunak kami cocok dengan rantai alat lainnya. Bagaimana kami melacak alur kerja pelanggan kami di seluruh siklus ini dan menjadikan pengalaman itu lebih baik?

Sepertinya latar belakang Anda dalam manufaktur tradisional berarti Anda mendekati pencetakan 3D dengan cara yang jauh lebih organik daripada yang dilakukan banyak orang:memulai dengan masalah dan mengidentifikasi pencetakan 3D sebagai alat yang tepat untuk memperbaikinya. Apakah Anda setuju dengan itu?

Ya tentu saja. Saya akan mencatat bahwa pada saat yang sama, minat saya adalah menggunakan teknologi yang tepat untuk pekerjaan itu. Saya terus-menerus mengutak-atik proyek desain. Saya mencetak beberapa di antaranya, tetapi saya juga melakukan CNC beberapa di antaranya. Saya mendapatkan orang-orang yang mengirimi saya email setiap minggu mengatakan bahwa mereka memiliki ide bisnis dan mereka ingin mencetaknya secara 3D. Pertanyaan saya selalu “Mengapa Anda ingin mencetaknya?”

Ini benar-benar hal yang unik tentang pencetakan hari ini, dan saya pikir pers teknologi mungkin belum melakukan pekerjaan yang baik dalam menetapkan mengapa seseorang menginginkan bagian yang dicetak. Ada banyak cerita di luar sana yang mengatakan "Kami akan mencetak X dan itu akan luar biasa", tetapi saya pikir pers tidak pandai mempertanyakan bagaimana itu akan bermanfaat bagi siapa pun. Ketika saya mencari sesuatu, saya tidak peduli apakah itu dicetak. Konsumen tidak peduli jika barang dicetak dan bisnis tentu tidak peduli. Yang mereka pedulikan adalah apakah produk ini berkinerja lebih baik, lebih murah, atau lebih mudah tersedia.

Intinya adalah bahwa untuk sebagian besar suku cadang, pencetakan bukanlah solusi yang baik. Untuk sesuatu yang perlu lebih ringan, itu karena Anda dapat menggabungkan lorong internal dan menyederhanakan perakitan. Itu adalah manfaat yang sebenarnya. Bagi saya, ini adalah mencari tahu aplikasi tersebut, dan heuristik yang dapat kita gunakan untuk melihat industri dan mencari tahu apakah itu akan menjadi taruhan yang baik untuk pencetakan.

Saran saya kepada orang-orang adalah, jangan coba-coba memasukkan aplikasi Anda ke dalam pencetakan. Ada hal-hal yang sangat bagus untuk dicetak dan kita harus fokus pada itu.

Apa yang akan menjadi contoh bagus dari hal-hal tersebut baru-baru ini?

Kami bekerja di beberapa industri primer. Di semua industri yang berbeda ini, kami merancang struktur kisi [ringan] yang memiliki sifat mekanik persis seperti yang diinginkan klien kami.

Yang terbesar adalah dirgantara — roket dan pesawat luar angkasa — di mana lingkungan peraturannya sangat rumit. Ada pertanyaan penting tentang bagaimana Anda memeriksa suku cadang dan memastikannya masih baik setelah jumlah jam terbang X, misalnya. Dirgantara memiliki persyaratan yang paling ketat, jadi jika Anda dapat memenuhinya, Anda biasanya dapat memenuhi kebutuhan industri lain!

Kami juga memiliki kehadiran besar dalam implan medis, di mana kebutuhan desain sangat berbeda, tetapi masih sangat diatur. Kami juga bekerja dengan banyak perusahaan teknologi konsumen, yang membuat suku cadang yang menyerap energi dengan cara tertentu. Perusahaan alas kaki sangat terbuka tentang hal itu, tetapi ada perusahaan pakaian olahraga lain yang ingin mencetak barang seperti padding. Ketika tubuh seseorang bertabrakan dengan sesuatu, Anda ingin menyerap energi itu agar tidak ditransfer ke tulang mereka. Busa baik-baik saja dalam hal itu, tetapi Anda dapat menggunakan struktur yang berbeda untuk membuang energi ke luar, bukan melalui bantalan.

Apakah menurut Anda ada banyak kurva pembelajaran dalam hal alur kerja perusahaan, terutama ketika banyak platform perangkat lunak terlibat?

Ini cukup rumit. Ada kalanya saya mendapati diri saya menjalankan perangkat lunak rekayasa senilai $50.000 di komputer saya pada saat yang bersamaan! Berita baiknya adalah apa pun yang sedang Anda kerjakan, apakah itu suku cadang roket atau sepatu, kaliber perangkat lunak yang kami lihat biasanya sangat mirip. Ada setengah lusin program CAD yang biasanya digunakan pelanggan kami, lalu ada beberapa paket analisis dan platform perangkat lunak manufaktur yang berbeda.

Meskipun ada perbedaan, persyaratan keseluruhan sangat mirip. Ini adalah perusahaan engineering yang serius dengan kebutuhan yang serius, jadi Anda harus menjaga ketertelusuran, Anda harus memenuhi lingkungan peraturan, Anda harus memiliki dokumentasi, dan Anda harus mampu melacak hasil analisis, yang bisa jadi rumit.

Kenyataannya adalah bahwa sementara dunia perangkat lunak rekayasa relatif matang, perangkat lunak manufaktur tidak. Paket yang digunakan perusahaan (terutama Autodesk Netfabb dan Materialize Magics) belum ada selama itu, dalam skema besar. Setiap tahun, mereka memperbarui dengan perbedaan yang cukup signifikan. Selain itu, Anda memiliki format file yang terus berubah, sehingga bisa menjadi rumit.

Apa yang Anda lihat sebagai jawaban untuk menyederhanakan semua ini?

Saat ini, fokus kami adalah membuat proses ini semulus mungkin. Pada akhirnya, area di mana kita dapat mempengaruhi yang paling banyak ada di dalam perangkat lunak kita, Elemen. Kami bisa membuat pengalaman itu luar biasa. Dalam industri ini, itu sulit. Apa format file yang akan Anda gunakan untuk beralih dari CAD, ke Elemen, ke prosesor build Anda? Saat ini adalah STL, yang merupakan format file yang berantakan.

Struktur kisi mungkin memiliki jutaan balok. Saat Anda menggunakan STL, Anda menggambarkan permukaan struktur itu dengan segitiga. Untuk setiap balok, Anda akan memiliki minimal mungkin sepuluh segitiga, meskipun dalam banyak kasus kami menemukan lebih baik menggunakan setidaknya 50 segitiga. Dengan satu juta berkas, ini berarti ukuran file yang luar biasa.

Tidak praktis untuk menggambarkan geometri dengan cara itu, dan di dalam Element, kami tidak menggunakan geometri tessel sama sekali. Kami menggunakan struktur graf, sehingga setiap balok berpindah dari satu node ke node lain. Setiap node memiliki lokasi X, Y dan Z, dan radius yang ditetapkan untuk itu. Balok kemudian menghubungkan node tersebut. Dengan jumlah informasi yang relatif kecil, kami dapat menunjukkan desain yang memiliki banyak balok. Kami membuat desain dalam perangkat lunak kami seperti itu, lalu kami menggunakan spesifikasi file sumber terbuka yang memungkinkan Anda mengekspornya dan menggunakan alat pengiris dan orientasi Anda sendiri.

Kami sedang berupaya mengintegrasikan ini ke dalam standar file 3MF. Tujuannya adalah untuk memiliki presentasi file yang lebih sederhana untuk mengomunikasikan kisi. Paling tidak, ini berarti bahwa jika Anda harus mengirim file melalui email, Anda tidak perlu menunggu 20 menit untuk mengunggahnya. Transfer file lebih mudah dan rendering jauh lebih mudah, karena geometri yang disederhanakan berarti CPU Anda tidak bekerja terlalu keras. Kita dapat mengiris representasi itu dengan baik juga. Kami juga dapat mengimpor ini langsung ke perangkat lunak FEA Anda, sehingga kami dapat menjalankan analisis balok – yang jauh lebih mudah daripada menggunakan elemen padat.

Bagaimana Anda melihat penggunaan format file baru ini?

Sejujurnya, saya tidak terlalu khawatir tentang itu. Kami telah melihat kecocokan dan permulaan dalam format file sebelumnya, tetapi bagi kami, ada keuntungan yang jelas dari format ini yang saya duga akan bergerak sangat cepat. Sebagian besar format file pencetakan masih menggunakan segitiga, yang berarti representasi geometris semuanya ada dalam paradigma yang sama. 3MF juga memiliki geometri triangulasi (ini adalah format yang lebih baik karena sejumlah alasan lain) tetapi kami menambahkan representasi yang sama sekali berbeda di atas itu, sehingga kami dapat mewakili bagian yang sama dengan file yang jauh lebih kecil. Saya menduga manfaatnya akan jauh lebih besar daripada kesulitan apa pun.

Apakah Anda melihat penyesuaian untuk kebutuhan spesifik klien sebagai faktor kunci keberhasilan perangkat lunak untuk AM?

Iya dan tidak. Kami adalah perusahaan produk. Kami menjual produk yang kami buat untuk pengguna yang paling menuntut dan berusaha membuat versi terbaik dari produk ini. Memiliki pendekatan yang konsisten untuk masalah membuat pengalaman jauh lebih baik. Untuk aplikasi CAD yang lebih fringe, yang sering terjadi adalah pelanggan mengatakan “Kami menyukai fitur-fiturnya, tetapi kami sangat berharap ada menu konteks di mana-mana”. Perusahaan CAD benar-benar menginginkan penjualan, jadi mereka memberi mereka menu konteks. Dalam beberapa bulan, Anda mendapatkan menu konteks di mana-mana, mereka bekerja dengan baik, dan mereka mendapatkan penjualan besar.

Dalam setahun, orang lain datang dan berkata, "Kami menyukai perangkat lunak Anda, tetapi kami benar-benar menginginkan sistem folder perintah yang lebih baik, karena menu konteks tidak benar-benar berfungsi untuk teknisi kami". Perusahaan CAD menghabiskan enam bulan untuk itu, dan kemudian Anda memiliki dua cara untuk melakukan hal yang sama persis. Apa yang Anda dapatkan adalah perangkat lunak yang mengidap skizofrenia.

Kita cenderung lebih suka memiliki interaksi tunggal. Setiap fitur baru yang kami perkenalkan akan ditangani dengan cara yang sama dan akan konsisten di seluruh alur kerja. Kami mendengarkan apa yang benar-benar dibutuhkan pelanggan kami dan menghasilkan sesuatu yang sesuai dengan kerangka kerja kami untuk mengelola interaksi, tetapi juga sesuai dengan kebutuhan tersebut.

Namun selain itu, kebutuhan akan fleksibilitas dalam alur kerja jelas merupakan hal yang penting. Dengan format file baru, kami telah menulisnya sedemikian rupa sehingga sangat mudah bagi siapa saja untuk mengambilnya, memanipulasinya, dan memahami apa yang sedang terjadi.

Bagaimana dengan merampingkan alur kerja AM? Cara apa yang Anda temukan untuk membuat keseluruhan proses lebih ketat dan mengurangi pemutusan?

Itu sulit. Pada akhirnya, ketika Anda melihat pengguna dirgantara kami, Anda terus-menerus terpental di antara berbagai hal. Bahkan dengan bagian yang relatif sederhana, Anda berakhir dengan nomor bagian, lalu versi 2, versi 3 dll. dan itu meledak. Satu hal yang telah kami lakukan adalah mengizinkan beberapa versi dari desain yang sama dalam satu file. Anda dapat membayar ke arah yang berbeda, tetapi simpan semua itu dalam file aktual yang sama, yang agak membantu.

Namun, pada akhirnya, interoperabilitas adalah masalah yang lebih besar daripada perampingan. Kami telah banyak berpikir tentang membuat versi Element yang lebih sederhana sebagai plug-in ke perangkat lunak CAD lainnya, tetapi kemudian kami bekerja dengan kernel geometri dan antarmuka pengguna orang lain. Menyesuaikan hal-hal itu lebih sulit daripada melakukannya di perangkat lunak Anda sendiri. Selain itu, apakah Anda memilih perangkat lunak CAD paling populer dan dibuat untuk itu? Apakah Anda memilih salah satu yang digunakan pelanggan Anda?

Jadi untuk saat ini kami memilih untuk mempertahankan fleksibilitas kami. Anda mengimpor ke perangkat lunak kami, tetapi kami akan membuat proses itu semudah mungkin. Kami tahu bahwa jika kami menyimpan sebagian besar pekerjaan di perangkat lunak kami, kami dapat menjamin pengalaman pengguna yang baik.

Dalam pengertian yang lebih luas, bagaimana Anda melihat semua ini berkembang?

Saya senang pencetakan logam menjadi lebih matang. Manusia memiliki satu abad pemotongan logam di bawah ikat pinggang kita. Kami telah melakukan ini banyak dan kami baik dalam hal itu. Ini dapat diulang dan dapat diandalkan, jadi saya tidak perlu tahu mesin apa yang membuat suku cadang. Dengan pencetakan logam, itu benar-benar berbeda. Ini tidak berulang, jadi jika saya pergi ke beberapa produsen berbeda dengan file yang sama, mereka akan membangunnya dengan cara yang berbeda dan kami akan mendapatkan hasil yang berbeda. Saya mendengar orang berbicara tentang bagaimana kita membutuhkan lebih banyak materi atau kecepatan, dan hal-hal itu penting, tetapi yang benar-benar saya inginkan adalah kedewasaan. Itulah yang membuat saya sangat bersemangat.

Kami memiliki upaya besar untuk membangun batasan desain ke dalam perangkat lunak kami. Jika Anda mendesain sesuatu di Photoshop, ia memiliki palet warna yang Anda terapkan pada desain Anda. Mereka tidak mengizinkan Anda memilih warna seperti ultraviolet, karena Anda tidak dapat melihatnya, jadi tidak ada gunanya merancang sesuatu seperti itu! Dengan perangkat lunak CAD, mudah untuk merancang hal-hal yang tidak dapat diproduksi. Fokus utama kami adalah membantu pengguna kami memahami apa yang dapat dan tidak dapat diproduksi dan membangun kecerdasan itu ke dalam perangkat lunak, sehingga mereka mendapatkan umpan balik waktu nyata tentang bagaimana desain mereka akan dicetak.

Sangat sulit bagi kami untuk melakukan itu di dunia di mana mesin tidak hanya mencetak komponen secara berbeda, tetapi pabrikan tidak mempublikasikan spesifikasi tentang apa yang dapat dicetak. Yang benar-benar saya inginkan adalah agar produsen mesin menerbitkan API yang memberi Anda umpan balik tentang kemampuan cetak dan menunjukkan di mana area masalahnya.

Sebagai penutup, apa yang Anda lihat sebagai 'hal besar berikutnya' dalam lima tahun mendatang?

Ini bukan jawaban yang seksi, tetapi saya mencari proses yang lebih andal, lebih dapat diulang, dan lebih stabil. Atau paling tidak, saya ingin alur di mana orang dapat melakukan hal-hal gila, tetapi itu menawarkan waktu pembuatan yang andal untuk memberikan dasar yang kuat untuk itu.

Saya pikir ada baiknya melihat lebih banyak produsen mesin mengembangkan lebih banyak integrasi dengan produsen suku cadang dan membuka biro layanan mereka sendiri. Mereka akan belajar lebih banyak tentang mencetak suku cadang, dan mudah-mudahan akan memasukkan kecerdasan itu ke dalam mesin mereka. Pada saat yang sama, kami melihat produsen mesin semakin erat digabungkan dengan perangkat lunak.

Ada hal yang disebut Hukum Conway yang mengatakan bahwa perusahaan cenderung membangun sistem yang merupakan faksimili dari struktur organisasi mereka sendiri. Misalnya, jika Anda memiliki bagian dengan papan sirkuit tercetak yang terpasang pada cetakan injeksi dan tim teknik mesin berada di gedung yang berbeda dengan tim teknik sistem tertanam, maka PCB akan terlepas dari bagian cetakan injeksi. .

Akibat wajar yang wajar adalah jika Anda menginginkan alur kerja ujung ke ujung yang mulus, Anda perlu mengintegrasikan tim ini lebih dekat. Suruh mereka bekerja di gedung yang sama dan menabrak satu sama lain di watercooler! Memiliki lebih banyak perusahaan yang menyatukan peran yang berbeda ini adalah sesuatu yang sangat ingin saya lihat.

www.pencerw.com