John Barnes, Pendiri The Barnes Group Advisors, Membahas Masa Depan Manufaktur Aditif dan Pengembangan Tenaga Kerja

 

Kebutuhan akan keterampilan dan keahlian khusus dalam manufaktur aditif sangat krusial untuk adopsi teknologi ini. Menguasai prinsip aditif adalah tantangan karena kurva pembelajaran yang tajam dan investasi waktu yang signifikan. The Barnes Group Advisors (TBGA), konsultan berbasis AS, menangani masalah ini.

Didirikan pada 2017 di Pittsburgh, TBGA membantu perusahaan merancang strategi dan menyelesaikan tantangan industriisasi manufaktur aditif. Perusahaan menawarkan layanan konsultasi dan program pelatihan khusus.

Dalam wawancara ini, kami duduk dengan pendiri dan Managing Director John Barnes untuk membahas mengapa pengembangan tenaga kerja memacu pertumbuhan industri dan apa yang diperlukan untuk memaksimalkan potensi manufaktur aditif.

Bisakah Anda menceritakan sedikit tentang The Barnes Group Advisors dan layanan yang Anda berikan?

Kami meluncurkan TBGA dua tahun lalu sebagai respons terhadap industriisasi cepat manufaktur aditif. Dengan latar belakang rekayasa, tim kami telah memimpin upaya kualifikasi dan sertifikasi di berbagai industri. Misalnya, di Arconic kami memenuhi syarat bagian produksi seriat titanium pertama untuk Airbus A350.

Saat ini, kami adalah tim 13 anggota, banyak di antaranya telah menempati posisi eksekutif, termasuk saya—mantan Vice President di Arconic. Laura Ely, mantan Kepala Teknologi di GKN Aerospace, memimpin ADDvisor® Services kami.

Keahlian kami menjembatani kesenjangan antara persyaratan teknis dan tujuan strategis, menterjemahkan kebutuhan rekayasa menjadi solusi yang relevan bagi bisnis. Kami menilai posisi rantai pasokan setiap klien dan menasihati tentang cara terlibat atau mengadopsi manufaktur aditif.

Kami juga mengembangkan program pelatihan sebagai respons atas permintaan klien. Salah satu klien meluncurkan bisnis AM besar dan membutuhkan insinyur yang dapat merancang untuk proses ini. Tanpa pengetahuan itu, tujuan keuangan tidak tercapai, jadi kami merancang kurikulum berbasis persyaratan.

Seringkali klien kami memiliki produk matang dengan desainer asli yang tidak tersedia lagi. Peran kami bukan untuk menjual manufaktur aditif tetapi untuk membantu mereka membuat bagian yang lebih baik dan lebih terjangkau. Pendekatan berbasis persyaratan terlebih dahulu menyederhanakan transisi.

Bagaimana Anda terlibat dalam manufaktur aditif?

Saya memulai karir saya di apa yang sekarang dikenal sebagai Honeywell Aircraft Engines, terlibat dalam proyek dengan Sandia National Laboratories dan sembilan perusahaan lainnya. Proyek tersebut spun out menjadi Optomec, pelopor dalam directed-energy deposition menggunakan powder feedstock.

Nanti, saya pindah ke Lockheed Martin’s Skunk Works, memimpin Manufacturing Exploration & Development. Kami mengeksplorasi sistem polymer, sheet lamination, directed-energy, dan powder-bed, serta menyelami metal powders secara mendalam.

Di CSIRO, agen ilmu pengetahuan nasional Australia, saya memimpin program logam high-performance. Di sana, kami mendirikan Lab 22, fasilitas inovasi yang memberikan akses SME ke berbagai teknologi aditif, mengatasi hambatan modal untuk perusahaan kecil hingga menengah.

Kembali ke AS pada 2015, saya bergabung dengan RTI International Metals—yang kemudian diakuisisi oleh Alcoa dan di-rebrand sebagai Arconic. Dengan produksi titanium yang stagnan, CEO berinvestasi pada kemampuan downstream, termasuk fasilitas AM di Texas. Saya memimpin R&D untuk manufaktur canggih dan akhirnya mengamankan proyek kualifikasi titanium Airbus A350.

“Ini bisnis yang sulit untuk membuat bagian pesawat. Transisi dari prototipasi ke produksi memerlukan kertas kerja yang luas dan kualifikasi untuk proses khusus.”

Bagaimana kondisi saat ini manufaktur aditif di penerbangan dan pertahanan, dan apa tantangan utamanya?

Manufaktur aditif adalah teknologi mengganggu yang membutuhkan komitmen untuk memanfaatkan manfaatnya. Pengembangan tenaga kerja sangat krusial—desainer harus mempelajari pemikiran yang berpusat pada aditif, beralih dari pola pikir subtractive. Pergeseran ini esensial untuk cost-performance dan inovasi cepat.

Meskipun sektor penerbangan, pertahanan, dan medis tradisionalnya mengindahkan risiko, mereka adalah adopter terdepan. Kecepatan progres memuaskan, namun kesenjangan talenta tetap menjadi hambatan terbesar. Perusahaan membutuhkan insinyur, manajer, dan eksekutif yang benar-benar memahami teknologi aditif untuk merumuskan strategi yang layak.

“Pengembangan tenaga kerja adalah titik tumpu pertumbuhan industri.”

Mengapa mendesain untuk manufaktur aditif sangat krusial?

Tanpa desain yang berpusat pada aditif, keuntungan cost-performance menghilang. Insinyur mengadopsi teknologi baru hanya ketika memberikan penghematan biaya yang jelas. Dalam manufaktur aditif, berat menggerakkan biaya: bagian yang lebih berarti waktu pembangunan yang lebih lama dan konsumsi material yang lebih tinggi. Oleh karena itu, keputusan desain secara langsung mempengaruhi biaya produksi dan kelayakan.

“Anda tidak dapat mengontrol harga mesin atau material, tetapi Anda dapat mengontrol desain. Desain Anda menentukan waktu pembangunan, pemroses pasca, dan akhirnya biaya.”

Pelatihan kami menekankan cost drivers dalam manufaktur aditif, membantu insinyur menghindari biaya tersembunyi dan mencapai target keuangan.

Bagaimana kesenjangan keterampilan dalam manufaktur aditif sedang diatasi?

Sumber daya semakin bertambah setiap tahun, termasuk kursus online. Misalnya, TBGA bermitra dengan Purdue University untuk menawarkan sertifikat online dengan track engineer, manager, dan executive—tanpa gelar rekayasa diperlukan. MIT juga menawarkan kursus online, memperluas aksesibilitas.

Pendidikan berkualitas yang dapat diakses dari jarak jauh memungkinkan profesional di seluruh dunia bergerak dari nol latar belakang ke tingkat menengah. Demokratisasi ini menarik talenta muda ke manufaktur—membuat manufaktur aditif menjadi jalur karir yang menarik.

Industri sedang beralih ke manufaktur bagian akhir. Apa artinya, dan apa yang diperlukan untuk mencapai titik itu?

Kami menyaksikan transisi dari headline novel menjadi cerita produksi mainstream. Pergeseran ini memerlukan spesifikasi yang ketat, persetujuan rantai pasokan, dan kolaborasi industri.

Pemasok Tier 1 dan Tier 2, bersama bengkel machining kecil, sekarang bertanya: “Kapan waktu yang tepat untuk mengadopsi AM?”

Kerangka “Four Lenses” kami—mesin, material, ruang digital, dan orang—bersama dengan model maturitas AM TBGA, memandu organisasi melalui jalur lima tingkat dari prototipasi ke produksi penuh.

Tingkat 0 dan 1 difokuskan pada prototipasi dan perkakas, memerlukan keterampilan minimal. Saat perusahaan bergerak ke tingkat 2 dan 3, penggantian dan konsolidasi bagian memerlukan desain lanjutan, manajemen risiko, dan integrasi rantai pasokan. Berkemajuan ke tingkat 4—bagian eksklusif aditif—memerlukan pelatihan yang kuat dan kontrol proses.

Sebagian besar perusahaan mahir di tingkat 0 dan 1 tetapi menghadapi tantangan saat mencoba substitusi. Mencapai bisnis case untuk bagian aditif seringkali memerlukan pergeseran budaya dan toleransi risiko.

Pengembangan apa dalam manufaktur aditif yang membuat Anda bersemangat?

Progres ilmu pengetahuan semakin cepat—pemahaman proses meningkat, dan mesin menjadi lebih cepat dan lebih andal. Inovasi material, terutama dalam polimer dan logam, memperluas kebebasan desain.

“Sebagai insinyur material, saya melihat potensi besar baik dalam polimer maupun logam. Desainer dan ilmuwan material memiliki kesempatan untuk benar-benar berkembang.”

Pemroses pasca berkembang, dengan modifikasi pada peralatan yang ada yang disesuaikan untuk AM. Perangkat lunak juga berkembang: alat desain baru, MES, dan sistem alur kerja menyederhanakan produksi dan jaminan kualitas.

Generasi kedua teknologi photopolymerisasi menawarkan peluang baru, didorong oleh startup dan pendekatan inovatif.

Bagaimana MES dan perangkat lunak alur kerja berkontribusi pada industriisasi AM?

MES dan alat alur kerja mengelola risiko, mengoptimalkan inventori, dan melindungi kekayaan intelektual. Di sektor yang sangat diatur seperti penerbangan dan medis, sistem seperti ini esensial untuk mempertahankan standar kualitas dan keselamatan.

Mereka memungkinkan pelacakan yang tepat file cetak 3D, memastikan desain yang benar digunakan dan memfasilitasi jaminan kualitas. Mereka juga menciptakan jalur monetisasi untuk proses AM unik.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang The Barnes Group Advisors, kunjungi: https://www.thebarnes.group/