Wawancara Pakar:Sistem dan Komponen Dunlop Mark Statham tentang Mengadopsi Pencetakan 3D untuk Perkakas

Jig, perlengkapan dan alat bantu lainnya membentuk tulang punggung dari setiap lantai produksi. Namun, tidak jarang alat ini membutuhkan waktu berminggu-minggu untuk diproduksi, menyebabkan kemacetan dalam alur kerja produksi.

Untuk mengatasi hal ini, perusahaan semakin mengadopsi pencetakan 3D untuk mempercepat fabrikasi perkakas. Perusahaan manufaktur otomotif Inggris, Dunlop Systems and Components, adalah salah satu perusahaan tersebut.

Dunlop mengintegrasikan teknologi pencetakan 3D komposit Markforged ke dalam bisnisnya pada akhir tahun 2018. Maju cepat sembilan bulan, dan perusahaan sekarang membuat suku cadang dan prototipe perkakas pencetakan 3D hanya dalam beberapa hari.

Dalam Wawancara Ahli minggu ini, Mark Statham, Manajer Produksi dan Teknik di Dunlop, bergabung dengan AMFG untuk membahas proses adopsi pencetakan 3D dan bagaimana teknologi membantu merampingkan area proses produksi perusahaan.

Bisakah Anda memberi tahu saya sedikit tentang Sistem dan Komponen Dunlop?

Dunlop Systems lahir dari perusahaan Dunlop asli pada 1960-an dan mulai memproduksi semua jenis sistem suspensi. Ini dimulai dengan Metro mini dan kemudian, secara progresif selama beberapa dekade, kami memperkenalkan suspensi udara ke platform produsen kendaraan yang berbeda, termasuk truk Land Rover, GM, Isuzu dan Renault, serta kendaraan spesialis.

Baru-baru ini, kami telah memasuki ceruk pasar yang lebih kecil, misalnya, kami masuk ke pasar ambulans (Renault, LDV) dan pasar akses kursi roda, di mana Anda memiliki kendaraan yang dapat menampung kursi roda.

Pada tahun 2014, kami pindah ke fasilitas yang dibangun khusus dan ini menciptakan peluang untuk meluncurkan diri kami di pasar baru di bawah merek Dunlop Systems.

Jenis pelanggan dan industri apa yang dilayani Dunlop?

Kami terutama melayani industri otomotif. Misalnya, kami memproduksi suspensi kendaraan untuk semua Land Rover kelas atas, Discoveries, dll. dan kami juga memproduksi Kendaraan Spesialis Renault dan Dennis.

Kami juga melayani industri kereta api; Bombardier adalah salah satu pelanggan kami. Salah satu produk yang kami produksi untuk sektor ini adalah katup.

Kami memiliki beberapa pelanggan yang membeli produk kami dan menggunakannya untuk mesin bergerak sehingga mereka dapat mengangkat mesin di udara, di suspensi udara, dan memindahkannya dengan cukup mudah.

Produk kami juga digunakan di sektor industri baik untuk peredam getaran maupun gerakan. Salah satu aplikasi yang tidak biasa adalah penggunaan bellow yang berbelit-belit untuk wahana pasar malam — jadi kami melayani berbagai sektor.

Apa yang mendorong keputusan perusahaan untuk mempertimbangkan manufaktur aditif?

Dunlop menerima pertanyaan dan minat dari pelanggan baru untuk memasang sistem suspensi udara (ECAS) kami ke kendaraan mereka. Pelanggan membutuhkan waktu tunggu yang lebih singkat, mulai dari konsep hingga SOP, dan sebagai hasilnya, ada kebutuhan untuk mempercepat semua bagian dari proses desain dan manufaktur.

Keterbatasan anggaran cukup ketat karena kami berusaha mendukung program pelanggan kami tanpa mengeluarkan biaya berlebih. Kami juga mencoba mendanai pekerjaan pengembangan baru untuk menarik lebih banyak pelanggan baru. Jadi, ketika saya dikirim untuk melihat pencetakan 3D, itu dengan pemikiran bahwa itu akan membantu kami menghemat uang dan mungkin membantu menghasilkan bisnis baru juga. Di situlah kami pertama kali memasuki pencetakan 3D.

Saat mengusulkan ide aditif, apakah awalnya sulit untuk mendapatkan dukungan, atau apakah seluruh perusahaan sudah bergabung sejak awal?

Insinyur di departemen teknik desain kami telah melihat pencetakan 3D beberapa tahun sebelumnya.

Kami memiliki fasilitas pengujian sendiri di mana kami merancang dan membuat suspensi dan kemudian menempatkannya pada uji ketahanan. Jelas, suspensi ini harus bertahan satu juta mil. Mereka memakai tingkat daya tahan tinggi pada frekuensi tinggi dan kecepatan tinggi dan mereka berada di sana selama sekitar dua minggu, yang mensimulasikan masa pakai unit suspensi.

Ketika teknisi kami pertama kali melihat pencetakan 3D, mereka menemukan bahwa mereka tidak dapat mencapai masa pakai seperti itu dengan bahan yang tersedia. Tapi kami belum menghapus teknologinya.

Tahun lalu, direktur saya mendekati saya dan bertanya apakah saya akan berpartisipasi dalam seminar online untuk melihat apakah, dan bagaimana, kami dapat menggunakan pencetakan 3D. Seminar, yang diselenggarakan oleh Markforged, menunjukkan teknologi dan bahan yang mereka miliki dan, yang lebih penting, bagaimana orang lain menggunakannya. Saat itulah saya pikir pencetakan 3D dapat bermanfaat bagi kami juga.

Tetapi untuk benar-benar membuat kasus bisnis untuk itu, saya harus memeriksa bagian mana yang harus diperbaiki, apa yang perlu dirombak, atau mengganti dan kemudian menyatukan spreadsheet dengan berapa biayanya.

Beberapa bagian diganti setiap tahun, yang lain diganti jika rusak. Menjadi jelas bahwa memiliki printer 3D onboard tidak akan sepenuhnya menggantikan semua perkakas karena kami memiliki beberapa perkakas yang sangat berguna, bersuhu tinggi, dan berdampak tinggi.

Tapi itu akan memberi kami opsi pengganti. Dengan memperhitungkan biaya perolehan printer dan biaya bulanan untuk menjalankannya, saya menghitung bahwa kami akan dengan mudah melihat laba atas investasi dalam waktu dua tahun.

Saya menyusun daftar sekitar 100 suku cadang perkakas, yang menurut saya dapat kami ganti dan yang perlu diganti, atau yang tidak mampu kami ganti. Berdasarkan hal itu, kami dapat membenarkan pengeluaran tersebut.

Sekitar tiga minggu kemudian kami mengirimkan printer kami dan kami menerima pengembalian dalam waktu enam bulan.

Bagaimana proses penerapan teknologi di masa-masa awal?

Ketika printer 3D tiba, kami siap bekerja dalam waktu sekitar satu jam. Kami mulai dengan menelusuri daftar kriteria terpenting kami.

Kami tidak ingin itu berjalan dalam semalam. Kami ingin menjaga semuanya tetap sederhana dan fokus pada alat sederhana yang ada dalam daftar prioritas.

Misalnya, kami memiliki item suspensi berkualitas tinggi yang digunakan pada kendaraan kelas atas seperti Bentley, Audi, dan Porsche. Salah satu pelanggan utama kami membeli modul kami dan menambahkan komponen mereka sendiri untuk membuat penyangga udara yang lengkap.

Karena ini adalah komponen kendaraan berkualitas tinggi, kami memiliki perkakas nilon untuk menahannya selama proses kami untuk melindungi suku cadang. Alat nilon ini aus, kotor dan tidak terlalu menarik, sehingga suku cadang nilon pengganti adalah item pertama yang kami cetak. Kami mengganti nilon putih dengan Markforged's Black Onyx.

Itu diterima dengan baik karena kami langsung mendapatkan suku cadang dalam beberapa jam. Biasanya, jika kita perlu mengganti suku cadang, pertama-tama kita harus menemukan gambarnya, mengirimkannya untuk mendapatkan penawaran dan menunggu penawaran dari pembuat alat kembali, yang dapat memakan waktu berhari-hari.

Hanya mengurus dokumen untuk menaikkan pesanan saja memakan waktu sekitar satu hingga dua minggu. Kemudian bagi mereka untuk membuat bagian, tergantung seberapa rumitnya, bisa memakan waktu seminggu lagi.

Anda melihat perputaran minimal dua minggu, sedangkan kami mencetak suku cadang setiap hari. Saat itulah rekan-rekan kami di lantai toko benar-benar melihat manfaat pencetakan 3D.

Bagian cetakan pertama adalah bagian yang sangat sederhana. Kemudian kami mulai memeriksa bagian-bagiannya dan mempelajari betapa ringannya, tetapi pada saat yang sama seberapa kuat bagian-bagian yang dicetak 3D itu. Itu membuka berbagai perkakas yang bisa kami ganti.

Diterima dengan sangat baik di minggu pertama; lantai toko mendapatkan suku cadang dalam hitungan hari dan jam, bukan minggu. Dan karena kami standar IATS, departemen kualitas membutuhkan waktu lebih lama untuk memeriksa suku cadang daripada kami mencetaknya.

Anda mengatakan bahwa Anda memulai dengan sederhana. Apakah penggunaan pencetakan 3D Anda berkembang selama sembilan bulan Anda memiliki printer 3D?

Ya. Sekarang kami dapat membuat suku cadang dan perkakas yang sangat kompleks dan kami telah mengembangkan metode untuk memperbaiki dua bagian cetak 3D bersama-sama.

Kami memiliki banyak pelanggan kecil yang memproduksi kendaraan akses kursi roda. Kami telah mengembangkan kemitraan dengan perusahaan-perusahaan ini dan sebagian dari ini adalah untuk mendukung anggaran mereka yang relatif kecil. Pelanggan kecil lainnya menerima perkakas yang kami gunakan dari perkakas usang; itu tidak terlihat menarik, tetapi tetap berhasil.

Sekarang, bagi pelanggan tersebut, kami dapat mencetak 3D pekerjaan yang sangat kompleks dengan memegang bagian yang pas dengan bagiannya dan melindungi bagiannya lebih baik dari sebelumnya. Itu juga berarti kita bisa mendapatkan bagian itu lebih cepat, dengan risiko kerusakan yang lebih kecil, karena sekarang merupakan perkakas yang direkayasa dengan tepat.

Kami juga bereksperimen dengan berbagai teknik penyambungan. Misalnya, karena kami mencetak semua produk kami sendiri, produk kami perlu diperluas sebelum masuk ke proses pencetakan.

Kami memiliki mesin pembesar di lantai toko dengan biaya sekitar £14.000 untuk dikembangkan secara internal. Kami menyebutnya "roket" karena panjangnya sekitar dua meter dan tingginya sekitar dua meter. Ini menunjuk pada sudut ke arah operator, sehingga operator dapat memuat dan menurunkan produk dengan mudah darinya. Namun luas area kerja sebenarnya hanya sekitar setengah meter. Tapi itu semua aktuasi mesin itu yang membuat produk berkembang.

Untuk area kerja, kami sekarang telah mencetak tabung setengah meter 3D dan dicetak dalam enam bagian berbeda yang telah kami gabungkan.

Kami telah melakukan percobaan pertama untuk memperluas produk dalam tabung setengah meter ini, bukan pada mesin yang lebih besar. Tapi perlengkapan prototipe ini hanya £ 600, sebagian kecil dari biaya.

Karena kami sekarang adalah pemasok untuk pabrikan otomotif baru, kami mungkin membutuhkan sekitar enam mesin ini. Jika ini berhasil, kita dapat menghemat banyak uang.

Salah satu hal yang sering disampaikan perusahaan kepada kami, adalah kebutuhan mereka akan keahlian AM secara internal agar dapat berhasil mengadopsi teknologi. Apakah ini masalah yang Anda hadapi?

Kami memiliki lima orang di tim saya dan departemen kami menjalankan dan memelihara printer 3D. Semua orang di departemen kami dengan cepat memahami teknologi dan kami mencoba berbagai hal.

Departemen lain perlahan mulai terbiasa dengan teknologi. Misalnya, kami telah mencetak beberapa pengukur untuk departemen kualitas kami. Departemen kualitas perlu memeriksa bahwa bagian-bagian tertentu berada dalam toleransi. Karena mereka tidak terlalu kritis, kami telah mencetak 3D beberapa pengukur untuk mereka. Jadi, departemen kualitas kami telah menggunakan beberapa peralatan cetak 3D ini.

Kami juga telah memproduksi beberapa bagian prototipe untuk tim desain kami. Suku cadang prototipe biasanya sangat mahal karena Anda harus mengerjakannya dari baja padat atau aluminium padat.

Pada suspensi udara kendaraan Anda biasanya memiliki pelindung kaki, yang menghentikan batu yang mengenai suspensi dan memecahkan kantong udara. Pelindung kaki ini ditopang ke struts menggunakan kerah plastik. Karena ini adalah prototipe, itu tidak dapat dicetak karena tidak ada yang akan merancang cetakan untuk prototipe. Itu bisa saja dikerjakan dari bahan padat, tetapi desainnya sangat rumit sehingga mungkin membutuhkan mesin CNC khusus.

Akibatnya, kami telah mencetak 3D beberapa kerah prototipe dan, karena ini adalah pencetakan 3D, kami dapat mencapai ketegangan yang diperlukan karena perlu memutar dan bergerak dengan kendaraan. Itu cukup berhasil.

Namun, ketika Anda melihat potensi 50.000 kendaraan per tahun, itu 100.000 dari produk ini, itu belum cukup dalam bidang kemungkinan kami, karena kami hanya memiliki satu printer. Kami bukan perusahaan manufaktur 3D saat ini.

Jadi sekarang tim desain masih mencari bagian-bagian ini dan mendapatkan cetakan plastik. Pencetakan 3D baik-baik saja untuk pengembangan tetapi prosesnya masih lambat.

Apa visi Dunlop untuk teknologi ke depan? Apakah Anda melihat penggunaan pencetakan 3D meluas ke aplikasi lain?

Saat ini, kami berfokus pada perkakas karena kami perlu sepenuhnya membuat ulang lini perkakas baru dalam 12 hingga 18 bulan ke depan. Kami sedang dalam proses mendesain ini dengan pencetakan 3D.

Kami memiliki semua desain saat ini, yang bekerja dengan baik untuk lini kami saat ini. Dengan pencetakan 3D, Anda perlu melakukan sedikit konversi untuk membuat bagian tersebut lebih kuat di area tertentu dan sekarang kami dapat menambahkan serat karbon. Jadi itulah fokus kami untuk saat ini.

Namun, karena kami merancang suku cadang suspensi dari tahun 1960-an, kami masih memiliki pelanggan yang membelinya. Jadi, industri kereta api membeli katup perataan yang dirancang lama kami. Ini adalah elemen dalam tubuh yang menggunakan sistem tuas dasar untuk memindahkan udara dari satu bagian kereta ke bagian lain, sehingga miring di tikungan. Ini digunakan oleh pelanggan seperti Virgin Trains dan Bombardier.

Bagian ini dirancang pada tahun 1960-an dan awal 70-an. Pengecoran asli, yang terbuat dari aluminium, sudah aus, jadi kami mencoba untuk memperbaiki cetakan itu, yang cukup mahal. Tetapi kemudian ada juga opsi untuk mencetak bodi 3D untuk kemudian menggunakan sistem. Itu satu kemungkinan. Kami tentu membutuhkan lebih banyak printer untuk itu.

Hal lain yang kami lihat adalah apakah kami dapat mendaur ulang beberapa produk kami karena cetakannya sudah sangat tua.

Bagaimana dengan Dunlop tahun depan?

Ini akan menjadi tahun yang sangat sibuk bagi kami, karena kami memiliki peluncuran platform kendaraan listrik baru yang akan datang. Kami juga harus mendukung peningkatan bisnis kami pada sistem ECAS untuk akreditasi IATF 16949 yang diraih OEM lainnya. Selain itu, kami akan fokus pada aftermarket yang penting, yang telah menjadi model bisnis lama kami.

Fokus perusahaan kami adalah pada produksi volume tinggi OEM, produksi aftermarket yang lebih kecil dan pengembangan lebih lanjut dari rangkaian industri komponen Anti Getaran kami.

Mengenai pencetakan 3D, kami bekerja terlalu keras pada printer 3D kami — printer ini tidak berhenti bekerja. Jadi kami juga ingin membeli printer baru yang lebih besar. Itu berarti kami akan menjalankan dua printer, yang akan memberi kami lebih banyak throughput.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Sistem Dunlop, kunjungi: https://www.dunlopsystems.com/