Wawancara Pakar:Jonathan Warbrick dari Graphite Additive Manufacturing tentang Mencapai Kesuksesan dengan Pencetakan 3D

Lanskap untuk biro layanan AM berubah dengan cepat seiring dengan berlanjutnya dorongan menuju produksi. Lebih dari sebelumnya, biro jasa harus gesit dan mampu beradaptasi dengan industri yang terus berubah.

Graphite Additive Manufacturing adalah penyedia layanan AM berbasis di Inggris yang menawarkan solusi pencetakan 3D industri. Dengan ikatan yang kuat dengan dunia Formula Satu Inggris dan olahraga motor, solusi Graphite mencakup suku cadang produksi, perkakas, model konsep, dan prototipe.

Kami berbicara dengan Manajer Pengembangan Bisnis Graphite, Jonathan Warbrick, untuk membahas bagaimana Graphite dapat terus menjadi yang terdepan dalam permainan, peluang di AM dan apa yang diperlukan untuk berhasil sebagai biro layanan saat ini.

Apa misi Graphite?

Tujuan kami di Graphite adalah membantu klien kami menemukan solusi terbaik menggunakan manufaktur aditif, mulai dari pembuatan prototipe hingga produksi. Ini termasuk membantu mereka memahami teknologi dan bahan mana yang paling sesuai dengan aplikasi mereka. Kami berbeda dari banyak biro layanan lain karena kami juga memproduksi bahan sendiri.

Direktur Pelaksana kami, Kevin Lambourne, saat bekerja di Red Bull Racing, menemukan bahwa dia tidak bisa mendapatkan pengetahuan teknis dari biro layanan Inggris untuk benar-benar mendukung proyek tingkat atas yang dia kelola.

Sebagai hasil dari pengalaman ini, Kevin mendirikan Graphite pada tahun 2012 untuk mengisi kekosongan itu dan menjadi biro layanan manufaktur aditif pilihan untuk desainer dan insinyur dan memberikan bantuan teknis terbaik di kelasnya kepada klien kami dari prototipe hingga produksi.

Inggris memimpin dunia dalam hal inovasi dalam olahraga motor, dan manufaktur aditif telah memainkan peran kunci. Jadi pada awalnya, fokus industri utama kami adalah Formula Satu dan Olahraga Motor.

Sejak itu, kami mengambil langkah-langkah untuk mendiversifikasi dan membawa pengetahuan yang kami miliki ke pasar yang lebih luas.

Kemenangan besar bagi kami dalam beberapa tahun terakhir adalah aplikasi untuk industri seperti otomotif, kelautan, kedirgantaraan, dan pertahanan. Kami masih melakukan banyak pekerjaan di bidang Formula Satu dan motorsport — ini adalah warisan kami — tetapi kami juga menyediakan berbagai sektor manufaktur produksi volume rendah hingga menengah.

Bagaimana rasanya menjalankan biro jasa saat ini?

Bagi kami, bisnis telah benar-benar positif dan kami mengakhiri tahun lalu dengan tinggi. Kami telah mengalami pertumbuhan berkelanjutan sekitar 20% selama tiga tahun terakhir dan kami akan melihat ini tumbuh sebesar 20-25% lagi tahun ini.

Tantangan seperti biasa di sepanjang tahun ini adalah mengatur ulang, memahami pasar mana yang ingin kita serang, sambil memperkuat hubungan yang sudah kita miliki dengan klien yang sudah ada.

Salah satu kekuatan pendorong di balik pertumbuhan kami baru-baru ini adalah kami beralih dari pembuatan prototipe ke produksi — dan semoga ini terus berlanjut.

Dalam olahraga motor, kami cenderung menemukan bahwa volumenya cukup rendah dan waktu tunggunya sangat singkat.

Dalam hal membangun rencana bisnis yang berkelanjutan dan tumbuh ke depan, kami menyadari bahwa kami memiliki solusi hebat untuk klien Formula Satu dan olahraga motor kami.

Kunci bagi kami adalah untuk mendapatkan keseimbangan yang benar-benar baik antara perputaran cepat untuk proyek-proyek yang sangat dibutuhkan dan produksi volume rendah hingga menengah yang stabil. Karena itu, kami telah memperkenalkan layanan Ekspres dan layanan Ekonomi.

Transisi ini disertai dengan sejumlah tantangan, seperti standar kualitas, pengulangan, inspeksi, keterlacakan, dan peningkatan sistem back office.

Ini adalah sesuatu yang telah kami lakukan telah secara aktif mengambil langkah-langkah untuk mengatasinya, mulai dari merekrut karyawan baru hingga pindah ke fasilitas yang lebih besar pada bulan September tahun lalu. Jadi kami memiliki beberapa ruang untuk berkembang, yang sangat bagus.

Tantangan lain yang kami hadapi dalam beberapa tahun terakhir adalah kurangnya otomatisasi untuk mengelola beberapa pesanan kami yang bernilai lebih rendah. Ini mengambil banyak waktu, dalam hal penjadwalan pekerjaan. Perangkat lunak otomatisasi alur kerja telah memberikan manfaat besar bagi bisnis kami, memungkinkan kami membuat alur kerja kami jauh lebih efisien dan otomatis.

Bagi banyak biro jasa, godaannya adalah mencoba dan menjadi segalanya bagi semua orang. Dengan begitu banyak bahan dan teknologi yang berbeda di luar sana, lebih penting untuk mengkhususkan diri pada area tertentu dan memberikannya.

Kita harus sangat berhati-hati untuk memastikan bahwa pertumbuhan yang kita nikmati berkelanjutan. Ini berarti kami melakukan investasi tersebut sesuai dengan kebutuhan klien kami saat ini, serta kebutuhan yang akan mereka miliki dalam waktu 6 hingga 12 bulan.

Bagaimana Anda mempertimbangkan apakah akan berinvestasi dalam teknologi tertentu atau tidak?

Ini sangat banyak tentang memperkenalkan teknologi dan materi baru ini kepada klien Anda, memahami keterbatasan dan kemampuan teknologi tertentu dan yakin bahwa ada permintaan untuk itu.

Bagi kami, ini berarti benar-benar didorong oleh data. Kami mencoba dan memahami setiap teknologi baru, dan kami mencetak bagian uji untuk mengetahui apa yang bisa dan tidak bisa dilakukan sebelum melakukan lompatan itu.

Jadi, dekat dengan klien Anda, memperkenalkan teknologi baru saat mereka keluar dan memastikan bahwa sebelum Anda melakukan investasi besar apa pun ke dalam mesin, apakah itu SLS, SLA, MJF, atau FDM, sebenarnya ada permintaan di sana.

Misalnya, kami telah memperkenalkan teknologi Multi Jet Fusion HP kepada klien kami selama dua tahun terakhir, memastikan mereka sepenuhnya memahami keterbatasan dan kemampuan teknologi tersebut.

Bagaimana Anda menggambarkan keadaan industri manufaktur aditif saat ini?

Industri masih memiliki jalan panjang sebelum menyediakan solusi manufaktur yang hemat biaya. Tapi itu berubah dengan cepat.

Ada ruang lingkup yang sangat besar untuk memberikan lebih banyak solusi produksi, terutama di sisi logam dan plastik kinerja.

Contoh bagusnya adalah produsen supercar Inggris. Banyak suku cadang di bawah kap mesin untuk kendaraan ini sekarang dicetak 3D. Salah satu pelanggan kami menggunakan manufaktur aditif untuk menghemat berat, meningkatkan kinerja tetapi kualitas cetakan adalah yang terpenting.

Bagian-bagian sederhana seperti ventilasi udara dan sekeliling kaca depan tidak akan pernah dicetak sebelumnya karena teknologinya dianggap lebih untuk prototyping. Sekarang mereka telah menjadi aplikasi yang sering digunakan untuk pasar kelas atas tersebut.

Ini sebagian besar karena volumenya tepat — kita berbicara tentang beberapa ratus bagian dari model tertentu. Jika mereka membutuhkan beberapa ribu bagian, ada cara yang lebih murah untuk memproduksi menggunakan teknologi tradisional seperti cetakan injeksi. Namun untuk volume rendah, pencetakan 3D akan lebih hemat biaya.

Baru-baru ini manufaktur aditif sekarang dapat menawarkan bahan premium yang meniru sifat mekanik alternatif cetakan injeksi dan menjadi biaya -solusi efektif untuk produksi volume rendah hingga menengah ini.

Ada juga peluang besar untuk menurunkan biaya dan itu pasti akan terjadi pada waktunya. SLS dan MJF, misalnya, telah terbukti menjadi dua teknologi yang memastikan Anda mencapai titik harga yang tepat agar dapat bersaing dengan cetakan injeksi tradisional dan bentuk manufaktur lainnya.

Terakhir, industri juga perlu meningkatkan pasca-pemrosesan dan penyelesaian suku cadang serta membuatnya lebih otomatis dan hemat biaya.

Banyak pasca-pemrosesan yang diperlukan adalah operasi yang sangat manual. Kami masih menghabiskan banyak waktu di bengkel secara manual membersihkan, mengampelas dan meledakkan bagian. Untuk menghemat waktu dan uang, kami perlu mengotomatiskan sebanyak mungkin pasca-pemrosesan tersebut.

Perusahaan mulai melakukan lebih banyak pencetakan 3D in-house. Bagaimana menurut Anda hal itu akan berdampak pada pasar biro jasa?

Ini akan sangat mirip dengan apa yang terjadi dengan teknologi seperti cetakan injeksi dan bentuk manufaktur lainnya, terutama dalam industri seperti otomotif. Intinya, OEM otomotif tidak memproduksi apa pun, mereka merakit suku cadang di jalur produksi besar.

Dengan teknologi baru seperti manufaktur aditif, perusahaan akan melakukannya sendiri untuk memastikan bahwa mereka mendapatkan manfaat terbaik dan penghematan biaya. Tapi itu tidak berarti mereka harus membuat semua bagian itu sendiri.

Saat ini, ada dorongan nyata untuk membeli mesin dan untuk kelas atas. Pada waktunya, itu akan menghilang lagi, seperti halnya dengan hampir semua teknologi lain yang digunakan dalam otomotif. Mereka akan melakukan outsourcing suku cadang dan memastikan bahwa mereka mendapatkan pengiriman tepat waktu.

Pada akhirnya, akan ada keseimbangan. Ambil Volkswagen sebagai contoh. Mereka memiliki sejumlah besar suku cadang pencetakan mesin FDM di lantai bengkel untuk mendukung proses manufaktur mereka. Namun mereka masih mengalihdayakan sejumlah besar suku cadang tercetak ke biro layanan lain.

Sekarang, ada godaan untuk membawa semua produksi AM secara internal, tetapi itu akan berubah ketika perusahaan menyadari bahwa Anda memerlukan sejumlah besar mesin untuk memenuhi permintaan produksi di masa mendatang, dengan implikasi dalam hal personel, ruang bengkel, dan biaya. Pada akhirnya, Anda akan selalu membutuhkan dukungan dari biro layanan yang baik.

Bagaimana pendekatan Graphite untuk mengembangkan materinya sendiri?

Itu benar-benar berasal dari hari-hari awal kami, ketika kami terutama melayani tim Formula Satu Inggris.

Keinginan untuk menggunakan pencetakan 3D adalah kemungkinan untuk membuat suku cadang yang paling kuat, paling kaku, dan paling ringan untuk dipasang di mobil mereka yang mungkin menghemat sepersekian detik di sekitar putaran lintasan.

Kami melihat apa yang ada di pasaran dan mengembangkan SLS Nylon kami yang berisi Karbon.

Pada dasarnya, kami mengisi serat karbon dengan untaian pendek dengan dasar nilon PA12. Jika untaiannya terlalu panjang, Anda dapat melihat serat mencuat melalui bagian tersebut — Anda mendapatkan sifat mekanik yang sangat baik, tetapi bagian tersebut terlihat buruk. Tetapi jika Anda terlalu pendek pada untaian serat karbon itu, Anda berkompromi pada sifat mekanik.

Kami telah mengembangkan apa yang kami pikir sebagai panjang serat optimal mutlak untuk diisi dengan bahan nilon kami untuk menambah kekakuan dan kekuatan ekstra. Bahan kami memiliki sifat mekanik yang jauh lebih baik daripada yang biasanya Anda harapkan dari PA12 atau PA11 normal. Ada kekakuan, kekuatan, dan perpanjangan yang jauh lebih baik saat putus.

Pada hari-hari awal, hanya SLS Nilon yang diisi Karbon yang kami kerjakan. Umpan balik dari pasar sangat fantastis, dan itu menjadi bahan utama dalam Formula Satu dan dunia motorsport.

Selain kekakuan, dan kekuatan, pelanggan menghargai tampilan abu-abu gelap dan hitam alami dari bahan. Itu terlihat seperti plastik kelas teknik yang siap digunakan. Anda tidak perlu mewarnai bahan seperti yang mungkin Anda lakukan dengan nilon SLS tradisional.

Tetapi kemudian kami memiliki beberapa pelanggan yang tidak membutuhkan kekakuan, kekuatan, dan sifat mekanik premium. Apa yang mereka inginkan adalah jenis Nylon yang sangat ringan, jadi kami mulai mengembangkan SLS Nilon yang diisi Grafit. Masih memiliki kepadatan serat karbon di dalam bahan dan kami mengisinya dengan debu grafit untuk menambahkan beberapa sifat mekanik dan untuk membuat bagian tersebut terlihat alami abu-abu gelap/hitam langsung dari mesin.

Kami sekarang menjual tiga atau empat kali lebih banyak Graphite SLS daripada yang kita lakukan karbon SLS. Carbon SLS masih menjadi bahan utama dalam tim Formula Satu dan dunia balap. Tetapi industri seperti kelautan dan otomotif mencari solusi produksi yang lebih hemat biaya. Grafit SLS mungkin sekitar 30% lebih hemat biaya daripada karbon.

Kami juga telah mengerjakan sejumlah polimer ringan di mana kami mencoba menghasilkan bahan baru dan inovatif untuk membuat kami selangkah lebih maju dalam persaingan.

Kami sedang mengerjakan material SLS ultra-ringan baru, bahkan lebih ringan dari karbon kami. Dengan dorongan untuk meningkatkan kinerja kendaraan Hibrida dan Listrik, penghematan bobot telah menjadi pertimbangan utama bagi banyak desainer dan insinyur yang bekerja sama dengan kami. Kami ingin terus memberikan solusi manufaktur aditif untuk memenuhi tantangan ini.

Bagaimana dengan material komposit?

Ada banyak pekerjaan di pasar perkakas komposit saat ini. Dan sekali lagi, itu kembali ke apa yang saya katakan tentang drive untuk membuat suku cadang lebih ringan dan lebih efisien.

Begitu banyak bagian yang dibuat dengan logam sekarang dianggap dibuat dari serat karbon. Jadi kami sengaja menjalankan sejumlah material dan teknologi untuk mendukung industri komposit tersebut.

Ini termasuk mandrel larut dan ekstraksi 3D Printing, cetakan SLA keramik, material FDM suhu tinggi, serta jig dan perlengkapan. Kami melihat pasar komposit sebagai hal yang wajar untuk Manufaktur Aditif dan telah menjalin sejumlah kemitraan kerja teknis.

Bagaimana Anda menggambarkan lanskap untuk biro layanan AM hari ini?

Ada berbagai jenis biro layanan di luar sana saat ini. Tetapi karena hambatan masuk untuk pencetakan 3D sangat rendah, Anda dapat menghabiskan beberapa ribu pound untuk beberapa mesin FDM desktop, dan tiba-tiba Anda memiliki biro layanan.

Tapi saya pikir secara keseluruhan, itu hal yang baik untuk industri ini. Persaingan adalah kunci untuk mendorong industri ke depan, karena mendorong pengembangan dan inovasi.

Ada beberapa biro yang sangat mapan dan sangat baik di luar sana. Tetapi ada sangat sedikit biro, jika ada, yang melakukan apa yang dilakukan Graphite AM. Kami unik di Inggris dalam hal pengetahuan teknis kami dan memproduksi bubuk SLS kami sendiri.

Ke depan, saya pikir akan ada banyak merger dan akuisisi selama beberapa tahun ke depan. Sebagian besar didorong oleh sektor kedirgantaraan. Mengunci proses AM dari sumber material hingga produksi adalah kunci untuk suku cadang yang disetujui penerbangan. Hal ini kemungkinan akan menyebabkan banyak gerakan dalam industri selama beberapa tahun ke depan.

Masa depan terlihat sangat cerah bagi biro-biro yang dapat mengukir ceruk dan terus memberikan.

Dapatkah Anda berbagi kisah sukses yang Anda beruntung dapat kerjakan?

Satu studi kasus baru-baru ini adalah dengan Nifco, pemasok komponen otomotif besar. Dengan dorongan menuju elektrifikasi dan beralih dari mesin pembakaran bensin dan diesel tradisional, kebutuhan untuk menghemat berat dan meningkatkan efisiensi untuk sistem pendorong listrik sangat lazim saat ini.

Jadi, kami telah bekerja dengan Nifco pada braket mesin yang ringan — bagian yang secara tradisional dikerjakan dari aluminium. Kami telah bekerja dengan tim R&D untuk menghasilkan bagian yang lebih hemat biaya dan lebih ringan yang dapat dicetak di Graphite SLS. Ini adalah dudukan mesin cetak 3D pertama dari jenisnya dan umpan baliknya sangat bagus.

Lainnya adalah dengan FT Technologies, sebuah perusahaan yang memproduksi UAV dan sensor lingkungan untuk beroperasi di beberapa lingkungan yang paling tidak ramah di dunia. Mereka menginginkan bahan yang sangat ringan dan tahan lama karena sensor lingkungan ditujukan untuk pasar UAV.

Prosesnya dimulai sekitar setahun yang lalu. Kami mulai dengan beberapa desain konsep dan menghasilkan sejumlah prototipe. Keindahan pencetakan 3D adalah Anda dapat mengubah desain, mengembangkan suku cadang, dan membawa produk ke pasar jauh lebih cepat dibandingkan dengan metode tradisional.

Setelah beberapa pertemuan desain dan beberapa perubahan pada file aslinya, komponen tersebut diluncurkan pada bulan September tahun lalu. Bagian itu sekarang telah masuk ke produksi dan 100 unit pertama dikirim untuk mengukur pasar, umpan baliknya fantastis dan contoh yang bagus menggunakan pencetakan 3D untuk membuat prototipe hingga produksi.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Grafit, kunjungi: https://graphite-am.co.uk/