Wawancara Pakar:John Barnes, Pendiri The Barnes Group Advisors, tentang Masa Depan Manufaktur Aditif

Kebutuhan akan keterampilan dan keahlian khusus dalam manufaktur aditif sangat penting untuk adopsi teknologi. Namun, menguasai prinsip-prinsip aditif bukanlah prestasi yang berarti, karena melibatkan kurva belajar yang curam dan investasi waktu yang cukup besar. Salah satu perusahaan yang ingin mengatasi masalah ini adalah The Barnes Group Advisors, sebuah perusahaan konsultan manufaktur aditif yang berbasis di AS.

Didirikan pada tahun 2017 di Pittsburgh, The Barnes Group Advisors (TBGA) berfokus untuk membantu perusahaan menyusun strategi dan memecahkan masalah yang terkait dengan industrialisasi manufaktur aditif. Untuk ini, perusahaan tidak hanya menyediakan layanan konsultasi, tetapi juga menawarkan program pelatihan.

Dalam Wawancara Ahli minggu ini, kami bergabung dengan John Barnes, pendiri dan Direktur Pelaksana perusahaan, untuk mempelajari mengapa pengembangan tenaga kerja adalah kunci untuk pertumbuhan industri dan apa yang dibutuhkan untuk mendapatkan hasil maksimal dari manufaktur aditif.

Bisakah Anda memberi tahu saya sedikit tentang The Barnes Group Advisors dan layanan yang Anda berikan?

Kami memulai perusahaan ini dua tahun lalu karena kami melihat perubahan dan pertumbuhan dalam manufaktur aditif, dan kami melihat teknologi menjadi semakin maju ke industri.

Di TBGA, kami semua memiliki latar belakang teknik, jadi kami aktif dalam kualifikasi dan sertifikasi pendekatan industri yang berbeda untuk manufaktur aditif. Dalam kebanyakan kasus, kami telah memfasilitasi adopsi teknologi. Misalnya, ketika saya bersama Arconic, kami memenuhi syarat suku cadang produksi seri titanium pertama untuk Airbus A350.

Saat ini kami adalah tim yang terdiri dari 13 orang, banyak di antaranya telah memegang posisi tingkat eksekutif, termasuk saya sendiri — saya sebelumnya adalah Wakil Presiden di Arconic. Pemimpin Layanan ADDvisor® kami adalah Laura Ely, mantan Kepala Teknologi GKN Aerospace.

Dengan keahlian ini, kami dapat menerjemahkan persyaratan teknis ke dalam pendekatan strategis. Kami mengisi celah antara menjelaskan manufaktur aditif kepada CEO atau Wakil Presiden Teknik, dll., sehingga mereka mengerjakan hal-hal yang relevan dengan strategi mereka.

Berdasarkan apa yang dilakukan klien, kami melihat di mana mereka cocok dalam rantai pasokan dan kemudian kami mencoba memberikan saran tentang bagaimana mereka dapat berpartisipasi dalam manufaktur aditif atau menggunakan manufaktur aditif.

Kami juga telah mengembangkan program pelatihan. Ini sebagian didasarkan pada permintaan kami harus berbicara lebih banyak tentang aditif. Pada saat yang sama, kami memiliki satu klien yang bertanya apakah kami dapat menyusun program pelatihan. Mereka memutuskan untuk meluncurkan bisnis AM yang besar, mempekerjakan banyak insinyur.

Tetapi para insinyur tidak tahu bagaimana merancang proses, dan tanpa pengetahuan itu, perusahaan tidak akan pernah memenuhi tujuan keuangan. Jadi kami membuat program pelatihan.

Kami biasanya mengambil pendekatan berbasis kebutuhan. Pertama, kami berdiskusi dengan klien kami tentang persyaratan produk mereka.

Sangat sering ini adalah produk dewasa, dan orang-orang yang awalnya mendesainnya sudah tidak ada lagi. Jadi kami tidak ada di sana untuk menjual manufaktur aditif, kami di sana untuk membantu Anda membuat suku cadang yang lebih baik atau lebih terjangkau. Dan aditif adalah solusinya. Tetapi Anda harus mulai dengan pendekatan berbasis persyaratan, yang membuat sisanya sedikit lebih mudah.

Bagaimana Anda terlibat dalam pembuatan aditif?

Saya pertama kali bekerja untuk apa yang sekarang disebut Honeywell Aircraft Engines, yang telah menandatangani proyek dengan Sandia National Labs dan dengan sembilan perusahaan lain.

Beberapa ilmuwan dari lab mengambil cuti kewirausahaan untuk membentuk perusahaan di sekitar teknologi yang sekarang dikenal sebagai teknologi deposisi energi terarah, dan menggunakan bubuk sebagai bahan baku. Perusahaan itu sekarang bernama Optomec. Jadi itu berhasil dan masih ada sampai sekarang.

Menjadi bagian dari proyek adalah kesempatan yang fantastis, dan begitulah cara saya memulai.

Saya kemudian pindah ke Lockheed Martin dan menjalankan apa yang kami sebut Eksplorasi &Pengembangan Manufaktur untuk Skunk Works™. Saat itu, kami sangat aktif dalam segala bentuk pembuatan aditif.

Untuk pertahanan dan kedirgantaraan, aditif berpotensi menjawab banyak pertanyaan. Jadi kami secara aktif menjelajahi sistem polimer, sistem laminasi lembaran, sistem energi terarah, sistem lapisan bubuk, dan yang menelusuri jalan untuk mengeksplorasi bubuk logam secara mendalam.

Kemudian saya beruntung mendapat tugas di lembaga sains nasional di Australia, CSIRO. Saya adalah direktur program logam berkinerja tinggi mereka. Pada saat itu, aditif datang memanggil sekali lagi, seperti yang mereka inginkan — seperti yang diinginkan banyak laboratorium nasional — untuk hadir dalam pembuatan aditif.

Di Australia, aditif adalah teknologi yang brilian karena dapat memecahkan banyak masalah manufaktur. Negara ini tidak memiliki produksi manufaktur yang besar dan aditif adalah cara untuk mendekati jumlah manufaktur yang lebih kecil dan efisien.

Kami menyiapkan Lab 22; ini adalah fasilitas inovasi dengan berbagai jenis teknologi aditif. Dengan lab ini, kami menyiapkan jalur bagi perusahaan untuk masuk dan mengakses mesin dan mencoba mengembangkan produk mereka.

Kami melakukan banyak penelitian tentang itu. Lanskap perusahaan kecil hingga menengah di Australia besar, dan mereka tidak memiliki uang seperti perusahaan besar untuk hanya bertaruh pada mesin dan menghabiskan satu juta dolar untuk itu. Jadi kami memberikan akses industri ke teknologi baru ini.

Ketika saya kembali ke AS pada tahun 2015, saya bekerja untuk sebuah perusahaan bernama RTI International Metals, yang kemudian dibeli oleh Alcoa, dan kemudian berubah menjadi Arconik. CEO telah menyadari bahwa produksi titanium tidak akan menumbuhkannya pada tingkat yang ingin dilihat oleh pemegang saham.

Jadi, dia mulai berinvestasi dalam kemampuan manufaktur hilir seperti pembentukan, permesinan presisi, dan juga fasilitas manufaktur aditif di Texas. Keahlian saya, yang mencakup bubuk titanium dan manufaktur aditif, cukup berharga di sini.

Jadi saya mengambil alih sisi R&D untuk segmen manufaktur maju. Seperti yang saya sebutkan, kami akhirnya memenangkan proyek dari Airbus, dan kemudian kami harus memenuhi syarat suku cadang untuk  Airbus A350.

Membuat suku cadang pesawat adalah bisnis yang sulit. Dan juga sangat sulit untuk bertransisi dari fasilitas, yang secara historis bekerja dalam pembuatan prototipe, menjadi lingkungan manufaktur. Itu satu hal ketika Anda membuat satu bagian, satu bentuk, satu kali. Saat Anda membuat, Anda membuat satu bagian, satu bentuk tetapi 1.000 kali, jadi ada lebih banyak dokumen, ada lebih banyak kualifikasi untuk proses khusus.

Anda telah menyentuh potensi AM khususnya untuk kedirgantaraan dan pertahanan. Bagaimana Anda melihat keadaan manufaktur aditif saat ini dalam industri tersebut dan apa tantangan utamanya?

Manufaktur aditif adalah teknologi yang mengganggu, dan berkat dan kutukan teknologi yang mengganggu adalah bahwa mereka bukan untuk yang lemah lembut. Anda harus membuat komitmen, jika tidak, Anda tidak akan mendapatkan nilai darinya.

Ada komponen pengembangan tenaga kerja dalam hal ini. Jika Anda tidak tahu bagaimana merancang prosesnya, Anda tidak akan pernah berhasil dalam bisnis Anda. Desain untuk aditif berlawanan dengan intuisi bagi sebagian besar insinyur yang dilatih secara klasik untuk menghilangkan logam dari balok. Jadi Anda harus membalikkan keadaan.

Sangat sulit untuk mengambil industri yang menghindari risiko, seperti kedirgantaraan, pertahanan atau medis, dan mencoba membuat mereka mengadopsi sesuatu yang mengganggu.

Namun, kabar baiknya adalah mereka melakukannya. Industri medis, kedirgantaraan dan pertahanan semuanya telah menjadi pengadopsi awal aditif. Kami terus melihat kemajuan itu.

Jika saya menurunkannya ke tingkat yang lebih rendah, elemen tenaga kerja itu sangat penting saat ini. Tidak ada cukup insinyur, manajer, eksekutif yang benar-benar memahami teknologi dengan cukup baik untuk bekerja dan mengembangkan strategi untuk mendapatkan apa yang mereka butuhkan darinya.

Ini bukan fenomena baru. Itu juga berlaku untuk teknologi tradisional. Misalnya, ketika Anda harus memperlengkapi kembali, Anda harus membuat komitmen yang signifikan untuk memperlengkapi kembali. Dan itu berdampak pada perusahaan dari bawah ke atas. Aditif tidak berbeda.

Mengapa mengetahui cara mendesain untuk manufaktur aditif begitu penting?

Jika Anda tidak tahu cara mendesain aditif, Anda tidak akan mendapatkan manfaat kinerja biaya dari aditif.

Orang pada umumnya cenderung mengadopsi teknologi baru ketika ada pengurangan biaya atau manfaat yang terlibat. Jadi teknologi baru harus melakukan semua yang dilakukan teknologi yang ada, tetapi harus melakukannya dengan lebih baik, lebih cepat, dan lebih murah. Jika kasus bisnis tidak lulus itu, tidak ada gunanya melakukan proyek.

Kita analogikan bahwa berat adalah uang. Dan di dunia aditif, berat sama dengan waktu dan waktu selalu sama dengan uang. Jadi, semakin banyak materi yang Anda miliki, semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk mencetak dan, oleh karena itu, semakin mahal biayanya.

Ini adalah konsep yang sulit.

Dalam pelatihan kami, selain berbicara tentang aditif, kami juga membahas pemicu biaya dalam pembuatan aditif karena para insinyur perlu menyadari bagaimana biaya dapat meningkat dengan komponen aditif.

Apa yang dapat atau sedang dilakukan untuk mengatasi kesenjangan keterampilan ini dalam AM?

Kabar baiknya adalah bahwa ada lebih banyak sumber daya setiap tahun. Bahkan ada sumber daya online sekarang.

Misalnya, perusahaan saya, melalui Universitas Purdue, telah mengumpulkan sertifikat online untuk orang-orang yang tertarik dengan AM. Ada jalur insinyur/manajer serta jalur eksekutif. Anda tidak perlu tahu apa-apa, Anda tidak harus memiliki gelar teknik untuk melampaui kursus. Dan itu tersedia secara online.

MIT juga telah melakukan kursus online dan saya pikir kita melihat AM sama, itu menciptakan pilihan bagi siswa. Dengan Purdue, kami merancang kursus dengan memperhatikan orang-orang yang bekerja secara profesional dan tidak memiliki banyak waktu.

Jadi ada konten online berkualitas tinggi, yang membantu orang-orang dari tidak berlatar belakang sebagai tambahan, katakanlah, tingkat menengah.

Sifat pembelajaran hari ini adalah berubah. Mengakses informasi dan pendidikan berkualitas tinggi di daerah yang sangat terpencil sekarang dimungkinkan melalui internet. Yang saya suka adalah bahwa akses ke online sekarang tidak bias terhadap latar belakang sosial-ekonomi atau gender tertentu.

Salah satu hal yang saya sangat suka tentang aditif adalah bahwa ia telah membawa banyak anak muda ke dalam manufaktur karena mereka tidak menganggap manufaktur aditif sebagai manufaktur. Ini keren.

Kami mencoba untuk memeliharanya karena semakin banyak otak yang Anda miliki dalam suatu situasi, semakin baik situasinya.

Industri ini terus bergeser ke arah manufaktur bagian akhir. Apa pendapat Anda tentang itu? Apa lagi yang perlu kita lakukan untuk mencapai titik itu?

Saya pikir kita dekat. Kami melihat lebih sedikit berita utama seperti "grup ini membuat pegangan obeng tangan kiri cetak 3D pertama kali" dan sedikit lebih banyak "perusahaan ini mengadopsi manufaktur aditif untuk mobil ini atau kereta ini".

Pergeseran ini mewakili banyak kerja keras yang tidak begitu menyenangkan untuk dibicarakan ketika Anda masuk ke spesifikasi, instruksi kerja dan terutama inisiatif rantai pasokan yang harus menyertainya.

Juga, banyak pemasok Tier 1 dan Tier 2 dan bahkan rumah permesinan yang relatif kecil terlibat sekarang. Mereka mendatangi kami dan bertanya,  “Apakah sekarang saatnya bagi kita untuk terlibat? Di mana kita berada? Apa yang harus kami lakukan?”

Kami memiliki proses standar yang kami sebut "Empat Lensa":mesin, material, ruang digital, yang akan mencakup produk Anda dan semua data, dan terakhir orang.

Kami menggabungkannya dengan model maturitas TBGA AM. Kami mencoba untuk menyeimbangkan persyaratan produk dan keterampilan yang dibutuhkan untuk menggunakan AM. Kami memiliki matriks lima tingkat, di mana Anda melihat persyaratan produk, dan kemudian Anda harus dapat mencocokkannya dengan keterampilan dan kemampuan saat Anda naik ke jalur itu.

Pada level nol, itulah dunia prototyping. Anda tidak perlu memiliki banyak instruksi kerja, spesifikasi, atau keterampilan besar dalam manufaktur aditif untuk memenuhi persyaratan produk tersebut.

Kemudian Anda masuk ke perkakas dan toko bantuan, dan di sana Anda harus tahu sedikit lebih banyak. Tetapi karena Anda tidak mengirimkan bagian ke pelanggan, itu sedikit lebih mudah.

Dan kemudian Anda masuk ke bagian penggantian dan konsolidasi bagian. Di bagian atas, Anda hanya dapat membuat bagian ini dengan aditif. Saat Anda meningkatkan skala itu, kemampuan, pemahaman, dan pelatihan Anda harus meningkat dengan aditif. Jika tidak, itu menjadi proposisi yang sangat berisiko.

Kami melihat kebanyakan orang menjadi sangat mahir di level nol dan level satu. Mereka sekarang pindah ke substitusi ini di mana mereka mencoba menukar bagian aditif untuk yang sudah ada. Dan itu sulit karena bagian-bagiannya dirancang untuk proses yang berbeda. Jika tidak dirancang untuk aditif, sangat sulit untuk membuat kasus bisnis untuk itu.

Berhenti dari itu membutuhkan risiko tambahan karena sekarang Anda mengganggu rantai pasokan Anda dalam proses manufaktur Anda. Dan di situlah kita melihat banyak orang berada sekarang. Mereka mencoba mencari tahu kapan mereka dapat melakukan perpindahan dari tingkat dua ke tingkat tiga, di mana sisi bisnisnya menjadi lebih mudah.

Apakah ada perkembangan aditif yang Anda sukai?

Umumnya, apa yang kita lihat sekarang banyak ilmu pengetahuan yang mengejar dunia ini. Kami sekarang memiliki pemahaman yang lebih baik tentang proses apa yang bekerja, dan mesin menjadi lebih cepat. Jadi itu semua sangat positif.

Manufaktur aditif benar-benar meningkat di semua aspek dan sepertinya lebih banyak solusi sedang dikembangkan untuk mengisi beberapa celah. Itu semua adalah bagian dari jalur industrialisasi. Semuanya membaik dengan aditif, dan bagi saya itu mengasyikkan.

Orang-orang beralih ke sisi pasca-pemrosesan, datang dengan modifikasi peralatan yang ada yang telah mereka gunakan untuk industri lain.

Sisi perangkat lunak juga hadir dengan sangat kuat dengan alat desain baru dan sistem perangkat lunak MES/alur kerja.

Hal menarik lainnya adalah teknologi fotopolimerisasi generasi kedua. Kami berurusan dengan cukup banyak perusahaan rintisan dan semua orang punya ide baru, perubahan baru, cara berpikir baru tentang prosesnya.

Anda secara singkat menyebutkan MES atau sistem perangkat lunak alur kerja. Apa pandangan Anda tentang pentingnya MES dan perangkat lunak alur kerja dan bagaimana hal itu dapat berkontribusi pada industrialisasi AM?

Apa pun yang dapat membantu kami mengelola proses AM, risiko, dan juga meningkatkan inventaris kerja membantu di sisi bisnis.

Kedirgantaraan dan medis memiliki catatan kualitas dan keamanan yang sangat baik. Mereka tidak mau mengambil risiko untuk teknologi baru, dan saya pikir di situlah sistem berperan.

Dengan sistem MES, saya juga melihat peluang besar untuk dapat melindungi intelektual dengan lebih baik. properti, serta kemampuan untuk memonetisasi proses yang berbeda.

Saya pikir sekarang dengan beberapa alat baru yang ada di luar sana, ada cara yang lebih baik untuk melacak ke mana file pencetakan 3D pergi dan memastikan bahwa itu yang benar. Masalah jaminan kualitas umum menjadi lebih baik dengan perangkat lunak manajemen tersebut.

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