Wawancara Pakar:America Makes Executive Director, John Wilczynski, tentang Bagaimana Mendorong Kemajuan dalam Pencetakan 3D

America Makes adalah akselerator nasional Amerika Serikat untuk manufaktur aditif (AM), memimpin dalam mendorong R&D (Penelitian dan Pengembangan), komersialisasi dan adopsi teknologi AM. Sejak didirikan pada tahun 2012, lembaga ini telah melaksanakan 88 proyek R&D AM dan berkembang dari 65 organisasi pendiri menjadi lebih dari 225. 

Dalam Wawancara Ahli minggu ini, kami berbicara dengan Direktur Eksekutif America Makes, John Wilczynski, untuk mempelajari lebih lanjut tentang perjanjian kerjasama $322 juta baru-baru ini dengan Laboratorium Penelitian Angkatan Udara AS, standar pencetakan 3D dan pentingnya pengembangan tenaga kerja untuk mempercepat adopsi AM.

Bisakah Anda memberi tahu kami tentang American Makes dan misi organisasi?

Misi America Makes adalah untuk memajukan adopsi pencetakan 3D atau manufaktur aditif. Kami fokus pada pengembangan basis industri untuk teknologi. Kami telah melakukan ini selama lebih dari tujuh tahun. Kami didirikan pada tahun 2012, dengan pendanaan melalui berbagai lembaga pemerintah dan federal AS.

Kami menggunakan dana tersebut untuk berinvestasi dalam pengembangan teknologi, transisi teknologi, dan pengembangan tenaga kerja.

Yang jelas, America Makes bukanlah organisasi atau lembaga pemerintah. Kami dijalankan oleh organisasi nirlaba, yang disebut Pusat Nasional untuk Manufaktur dan Pemesinan Pertahanan (NCDMM). Organisasi yang menjalankan dan mengelola program ini adalah America Makes.

America Makes baru-baru ini mengumumkan kesepakatan dengan Laboratorium Penelitian Angkatan Udara AS. Apa pentingnya perjanjian ini?

Signifikansi utama adalah bahwa kami telah memantapkan diri sebagai mitra tepercaya bagi pemerintah AS. Perjanjian baru ini merupakan konfirmasi atas keberhasilan yang kami miliki selama tujuh tahun terakhir dan memberi kami kesempatan untuk terus bekerja di bidang ini selama tujuh tahun ke depan.

Walaupun ada sejumlah besar dalam perjanjian, bukan berarti kami dibiayai sebesar $322 juta. Ini berarti bahwa kami memiliki kontrak, yang memberi kami kesempatan untuk menawar proyek-proyek yang didanai pemerintah.

Uang tersedia bagi kami untuk mengajukan penawaran terhadap kontrak pemerintah, sehingga secara efektif membuat proses mendapatkan uang untuk organisasi kami, dan akhirnya ke mitra program, relatif sederhana.

Lalu ada unsur yang kita sebut cost share, yang lebih sering disebut sebagai kontribusi dalam bentuk barang, yang juga merupakan komponen dari $322 juta itu.

Selain itu, untuk perspektif, kami telah mengeksekusi lebih dari $200 juta R&D di AM dalam tujuh tahun pertama kami.

Bisakah Anda menjelaskan lebih detail tentang beberapa inisiatif yang telah dilakukan America Makes selama bertahun-tahun?

Ya, tentu saja.

Seperti yang saya sebutkan, fungsi utama lembaga adalah pengembangan teknologi. Ini bisa dianggap sebagai inti penelitian dan pengembangan yang dilakukan melalui konsorsium lembaga. Dan ini terutama penelitian terapan. Ini berarti membuktikan teknologi dan memajukannya ke titik, atau mendekati titik komersialisasi.

Sebagian besar dari apa yang telah kami lakukan selama bertahun-tahun telah difokuskan pada kegiatan inti ini.

Dengan cara ini, kami memastikan bahwa kami tetap berada di jalur yang sesuai dengan peta jalan pengembangan teknologi kami. Kami menetapkan peta jalan dalam waktu satu tahun sejak pendirian institut, dan itu telah menjadi cahaya penuntun kami selama enam hingga tujuh tahun terakhir. Ini dipecah menjadi lima bidang desain, material, proses, rantai nilai, dan kemudian sesuatu yang kami sebut genom AM.

Semua yang dikatakan, adalah bagaimana kami mengidentifikasi kesenjangan teknologi yang ada di dalam komunitas, dan kemudian mencoba mengkatalisasi komunitas di sekitar tugas, untuk membuat kemajuan.

Komponen terakhir yang kami fokuskan sebagai fungsi utama Institut adalah pendidikan dan pengembangan tenaga kerja.

Dalam ruang kami, kami ingin memastikan bahwa komunitas tersedia untuk memanfaatkan teknologi yang baru dikembangkan, apakah itu desainer, perusahaan material, teknisi di lantai, dll. Ada berbagai klasifikasi pekerjaan yang berbeda yang mulai menjadi kenyataan.

Kami mencoba untuk fokus pada pengembangan kredensial yang diakui industri. Sama seperti yang kami lakukan dalam R&D teknologi kami, kami bekerja dengan penyedia pendidikan untuk memastikan bahwa kami mendidik tenaga kerja, melalui sistem pendidikan K12, melalui pendidikan menengah atau melalui pelatihan pekerja lama, di mana kami mencoba untuk mengubah skala orang-orang yang tidak mengetahui teknologi.

Kami sedang mencari cara bagaimana kami dapat memanfaatkan keahlian mereka yang ada untuk melatih mereka sehingga mereka dapat berguna bagi industri, seiring kami mengembangkan lebih banyak posisi di ruang angkasa.

Jadi kita fokuskan pada ketiga hal tersebut, baik untuk pendidikan maupun pengembangan teknologi. Kami telah memusatkan aktivitas kami di sekitar peta jalan kami, dan kami menganggap diri kami sebagai penyelenggara, koordinator, dan katalis.

Komponen koordinasi dari apa yang kami lakukan terkait langsung dengan pekerjaan yang telah kami lakukan dalam proses pemetaan jalan yang digerakkan oleh anggota. Saat ini, America Makes memiliki sekitar 225 anggota, terdiri dari organisasi pemerintah, organisasi akademik dan industri, baik perusahaan kecil maupun besar.

Kami terus-menerus mengambil denyut nadi komunitas itu untuk memahami di mana teknologi saat ini dan apa keadaan masa depan yang diinginkan, mengikat semua itu ke fokus aplikasi-sentris.

Ini berarti mengembangkan teknologi untuk tujuan penggunaan akhir, bukan untuk kesenangan atau eksperimen laboratorium. Itu adalah inti dari apa yang telah kami lakukan di Institut dan itu akan terus menjadi misi kami selama tujuh tahun ke depan.

Kami telah mengadakan lokakarya yang tak terhitung jumlahnya dengan keanggotaan kami dan dengan pemerintah untuk memastikan kami memahami apa kebutuhan mereka.

Pada akhirnya, kami berharap dapat bekerja sama dengan organisasi untuk mengatur pendanaan atau investasi di bidang teknologi, baik melalui program penelitian dan pengembangan internal dan di dalam perusahaan, atau melalui investasi pemerintah di bidang teknologi.

Kami ingin memastikan bahwa kami, sebagai sebuah negara, berinvestasi secara strategis dalam teknologi di mana kesenjangan paling kritis berada, dan bahwa kami memajukannya secepat mungkin dan tidak menduplikasi upaya .

Menurut Anda, apa status standarisasi saat ini di AM dan seberapa jauh kita dari serangkaian standar industri yang komprehensif?

Standarisasi adalah kegiatan lain yang sangat penting yang telah kami kerjakan. Selama tiga tahun terakhir, kami telah menjadi fungsi pengorganisasian, sekali lagi melayani peran sebagai penyelenggara dan koordinator – menyatukan masyarakat dan kemudian mengoordinasikan kebutuhan.

Sebagian besar yang mendorong hal ini pada awalnya, adalah kurangnya standar mulai menimbulkan masalah yang signifikan. Ketika teknologi mulai bergeser secara signifikan, dari pembuatan prototipe ke pengembangan dan produksi komponen penggunaan akhir, menjadi jelas bahwa satu-satunya cara kami dapat melakukannya adalah dengan standar.

Sebagai pembeli yang ingin membeli komponen untuk pesawat terbang, mobil, lokomotif, apa pun itu, komunitas akuisisi membutuhkan sesuatu untuk mendapatkannya. Dan kita semua sangat akrab dengan cara melakukannya.

Namun, ketika Anda memikirkan manufaktur konvensional, standar yang sama yang akan Anda beli, dalam banyak kasus, tidak ada untuk komponen AM. Jadi, itu benar-benar bagian besar dari apa yang mendorong ini. Dan kami mulai melihat kemajuan di sana.

Peta jalan Additive Manufacturing Standardization Collaborative (AMSC), yang merupakan produk kerja dari America Makes and America National Standards Institute, saat ini ada sebagai apa yang kami sebut versi 2.0. Ini tersedia sebagai peta jalan dinamis di Internet, di mana Anda dapat pergi dan melihat kesenjangan yang telah diidentifikasi.

Salah satu peningkatan besar yang telah terjadi selama setahun terakhir, adalah kemampuan untuk memperbarui peta jalan secara dinamis. Jika sebuah organisasi, apakah itu ISO, ASME, ASTM, atau SAE, telah mengambil tugas untuk mengatasi kesenjangan khusus ini, mereka meneruskan informasi itu ke organisasi kami dan ANSI, dan mereka meneruskan pembaruan apa pun yang mereka buat. . Jadi jika ASTM atau ISO membuat pembaruan ke standar tertentu, itu ditandai dan diketahui komunitas.

Itu adalah sesuatu yang tersedia secara global, tidak ada batasan akses ke situs atau penggunaan situs. Kami telah mempromosikannya selama beberapa tahun terakhir. Kami mempromosikannya dua tahun terakhir di Formnext, menjelaskan seperti apa lanskap standar AS. Ini dimulai sebagai tugas untuk mencoba membantu menyatukan semua orang. Ada banyak aktivitas dan banyak aktivitas paralel yang terjadi dalam pengembangan standar.

Kita semua didorong oleh industri. Kami dapat berkomunikasi dengan organisasi pengembangan standar, bahwa itu tidak akan sesuai dan tidak akan membawa kami ke tempat yang kami butuhkan dengan cukup cepat. Melalui banyak percakapan, kami berhasil meyakinkan orang-orang bahwa ini adalah ide yang bagus. Sekarang selama beberapa tahun terakhir, kami telah mengerjakannya dengan ratusan orang berkumpul untuk memberikan masukan ke grup standar ini.

Lanskap standar telah meningkat secara dramatis selama beberapa tahun terakhir. Ketika kami pertama kali memulai ini, ketika kami menyatukan komunitas, sebenarnya tidak ada banyak standar yang berlaku. Dan, apa yang kami lakukan melalui peta jalan, adalah kami mengidentifikasi 80 hingga 92 celah, tergantung pada peta jalan mana yang Anda lihat. Dan kemudian badan standar mulai mengerjakannya juga.

Realitas pengembangan standar adalah bahwa standar yang didorong oleh konsensus, yang sebagian besar darinya, membutuhkan sedikit waktu untuk ditulis, dan akhirnya ditinjau dan diterapkan.

Kami memiliki sejumlah draft standar yang telah dikembangkan, sebagian besar sedang dikerjakan. Beberapa dari mereka berada dalam tahap peer review, di mana orang dapat mulai menggunakannya dan memberikan umpan balik pada mereka.

Pada akhirnya, itu akan digulirkan ke dalam standar federal selama satu atau dua tahun ke depan. Kecepatan di mana komunitas pada umumnya mengembangkannya, mungkin, tidak ideal. Tetapi sampai sekarang, itulah prosesnya, dan itulah cara yang diperlukan untuk mendapatkan standar yang didorong oleh konsensus.

Kami sekarang mendapatkan semakin banyak permintaan untuk bekerja dengan anggota untuk mengembangkan pedoman akuisisi. Kami tidak menulisnya, tetapi kami membantu meningkatkan kesadaran tentang apa yang perlu dilatih oleh seseorang, yang merupakan profesional akuisisi. 

Setelah kami benar-benar dapat memproduksi komponen, dan kami telah membuktikan bahwa itu dapat diterima, masih ada rintangan untuk membawa teknologi ke titik di mana kami menggunakannya secara luas di berbagai industri. Jadi itulah mengapa standar sangat penting, dan kami melihat langkah-langkah signifikan sedang dibuat di bidang itu.

Dalam hal memperluas penggunaan AM, menurut Anda apa tiga tantangan teratas dalam hal mempercepat adopsi teknologi?

Satu, memiliki data desain material yang diakui industri –  data yang dapat digunakan desainer dan yakin bahwa mereka dapat membuat komponen dengan batasan desain atas dan bawah tersebut. Itu tidak ada dalam format yang tersedia untuk sejumlah besar materi.

Jadi kita perlu memperluas akses kita ke kumpulan data material. Ada banyak yang ada, tetapi hampir tidak cukup. Dan, dalam banyak kasus, sebuah organisasi mungkin telah membuat dan menggunakannya secara internal, tetapi itu tidak memberikan akses luas ke komunitas secara luas.

Tantangan terbesar kedua adalah kualifikasi dan sertifikasi. Bagaimana kita memenuhi syarat suatu komponen? Bagaimana cara kami mensertifikasi suatu proses? Ada banyak aktivitas yang terjadi di ruang ini, terutama dalam komunitas R&D. Tapi masih ada cukup banyak pekerjaan yang harus dilakukan.

Banyak badan pengatur yang terlibat dalam diskusi ini dan dalam pekerjaan ini, tetapi masih menjadi kendala utama untuk mendapatkan komponen yang memenuhi syarat hingga dapat digunakan untuk aplikasi penggunaan akhir.

Ada kasus-kasus yang terbukti, tetapi saat ini mereka sangat spesifik untuk komponen dan tidak dilakukan di seluruh keluarga komponen dan tidak dilakukan dengan cara yang dapat membuat komponen diproduksi dengan cara yang bijaksana dan berbiaya rendah .

Tantangan ketiga adalah apa yang kami sebut desain untuk manufaktur aditif. Yang saya maksud adalah benar-benar menggunakan teknologi untuk mendapatkan keuntungan penuh dari kebebasan desain yang ditawarkannya.

Banyak dari apa yang telah kami hasilkan telah difokuskan pada penggantian komponen yang sebelumnya dirancang untuk manufaktur konvensional.

Apa yang benar-benar perlu kita dorong, bergerak maju, adalah melatih orang-orang tentang cara menggunakan teknologi, mis. di mana dan kapan kita harus menggunakan desain organik, kapan kita harus menggunakan geometri internal, dan hal-hal seperti itu. Jadi pemahaman yang benar tentang desain untuk manufaktur aditif diperlukan, di luar segelintir orang yang benar-benar ahli dalam hal itu hari ini.

Dan di sisi lain, apa saja perkembangan dalam industri yang menurut Anda menarik?

Pesatnya kemajuan organisasi, dan perusahaan baru datang ke pasar dengan teknologi. Dalam beberapa tahun terakhir, tidak ada kekurangan proses manufaktur baru yang bahkan tidak dipertimbangkan beberapa tahun yang lalu. Jadi itu sangat menarik, hanya gelombang organisasi yang terlibat, beberapa dari mereka muncul entah dari mana, dan beberapa dari mereka adalah produsen konvensional yang sekarang terlibat dalam AM.

Ada baiknya dengan keduanya kelompok-kelompok yang datang ke meja:satu adalah produsen terbukti yang memahami bagaimana membangun sistem industri. Lainnya baru dan bersemangat dan membawa teknologi baru yang mengejutkan ke pasar.

Bagian menarik lainnya adalah perangkat lunak. AM benar-benar memanfaatkan fakta bahwa suatu bagian dapat dihasilkan murni dari file digital. Dengan kemampuan untuk bergerak melintasi berbagai platform perangkat lunak, melakukan pemodelan dan simulasi, kami menjauh dari kebutuhan akan data dan pengujian empiris sebanyak mungkin. Sebaliknya, menjadi percaya diri dengan model yang kami hasilkan, sangat menarik.

Ini pada akhirnya akan menurunkan biaya pengembangan komponen AM secara signifikan. Kami hanya perlu membuat data yang cukup untuk membuat orang yakin, sehingga kami benar-benar dapat memanfaatkannya.

Bagaimana Anda melihat industri ini berkembang selama 5 tahun ke depan?

Saya tidak melihat ada yang melambat sama sekali. Kami akan terus melihat lebih banyak dan lebih banyak teknologi, mendorong amplop dari apa yang ingin kami terima saat ini.

Hal lain yang kami lihat, dan khususnya selama dua tahun terakhir, adalah pergeseran kuat menuju produksi, yang berarti menggunakan teknologi murni untuk barang-barang penggunaan akhir.

Kami mulai memperkenalkan desain untuk aditif secara lebih efektif. Kasus bisnis menjadi, dalam beberapa kasus, lebih sesuai untuk AM versus konvensional, terutama ketika kita memikirkan konsolidasi bagian.

Dengan AM, kami mengembangkan geometri baru yang belum pernah kami miliki sebelumnya. Saya melihat bahwa hanya meningkat selama beberapa tahun ke depan. Dan saya berharap bahwa ruang data material akan melihat beberapa terobosan selama beberapa tahun ke depan. Jadi jika kita berpikir selama lima tahun, kita harus menyelesaikan masalah ini, kita harus sampai pada titik di mana kita menghasilkan data yang dapat dibagikan dan digunakan secara luas.

Setelah kami dapat melakukannya secara efektif dan menggunakan kumpulan data yang luas dan mengoordinasikan data tersebut sedemikian rupa sehingga kami dapat memperoleh data yang cukup untuk membuat keputusan yang lebih baik dan lebih baik dengan pemodelan dan CAM kami, semakin efektif pengembangan paduan baru akan.

Sebagian besar bahan yang kami gunakan, khususnya untuk logam AM, adalah paduan yang telah ada sebelum kami memikirkan komponen AM, artinya beberapa paduan tersebut belum tentu ideal untuk aditif proses.

Saat kita memikirkan seperti apa tampilan alloy generasi berikutnya, ini menjadi semakin menarik, karena pada akhirnya akan mengarah pada kasus penggunaan yang lebih baik dan pemanfaatan teknologi yang lebih baik.

Jadi saya pikir dua hal itu akan mulai berkembang secara signifikan selama lima tahun ke depan:akses ke data akan menjadi yang pertama, dan kemudian generasi paduan baru dengan pemodelan data itu, akan menjadi ujung tombak itu dalam 5 tahun.

Kembali ke America Makes, apa yang akan terjadi pada tahun 2020 bagi organisasi?

2020 menyenangkan, karena kita menantikan tujuh tahun ke depan. Kami menyiapkan diri untuk mengidentifikasi area paling kritis apa yang harus dilihat oleh keanggotaan kami.

Data material berada di depan dan di tengahnya. Kami akan membantu mengumpulkan komunitas tentang apa yang perlu dilakukan, dan kemudian mengoordinasikan kegiatan tersebut.

Di luar itu, bidang menarik lainnya yang sedang bergerak maju, benar-benar melihat industri tambahan lainnya untuk fokus. Saya tidak mencoba menyarankan bahwa kami telah mengabaikan siapa pun sampai saat ini. Tetapi kenyataannya adalah, komunitas kedirgantaraan dan pertahanan, sisi kasus bisnisnya, dan mereka yang berada dalam posisi untuk mengambil risiko, telah selaras dengan komunitas itu hingga saat ini.

Kami mulai melihat, dengan semakin banyaknya kemampuan produksi yang keluar, AM menjadi lebih menarik bagi komunitas otomotif. Saya pikir itu akan menjadi kesempatan yang menarik selama tahun depan.

Kami sebenarnya sedang menyiapkan untuk mengoordinasikan beberapa aktivitas pemetaan jalan dengan komunitas otomotif, dan kami akan melihat beberapa aktivitas yang dapat ditindaklanjuti dari sisi rantai pasokan. Karena semakin banyak teknologi yang tersedia, kita perlu memastikan bahwa kita memiliki pemasok untuk memanfaatkannya.

Kami memiliki beberapa program, saat ini, yang mengambil tugas itu, mencoba memahami di mana pemasok kami berada saat ini, versus apa yang kami butuhkan agar pemasok kami mampu.

Ada pemikiran terakhir?

Sisi pendidikan dan tenaga kerja sangat penting, terutama jika pasar benar-benar tumbuh pada tingkat yang telah diprediksi. Kami memahami bahwa kami tidak memiliki tenaga kerja saat ini untuk benar-benar memanfaatkan perkembangan yang telah kami buat.

Jadi kita harus sampai pada titik di mana kita melatih komunitas. Kami memiliki beberapa program aktif sekarang untuk melakukan ini. Kami tidak melihat peran kami sebagai pengembang kurikulum itu, tetapi sebaliknya, kami menyatukan komunitas di seluruh sektor pemerintah, industri, dan akademik untuk melihat persyaratan apa yang harus dibuat kurikulum di berbagai tingkatan, yang berarti posisi pekerjaan yang berbeda atau deskripsi yang ingin kita definisikan.

Kemudian biarkan pasar bebas mengambil alih, dan orang-orang akan mengembangkan program berdasarkan kebutuhan itu. Hal yang ingin kami bantu dukung, bagaimanapun, adalah memastikan bahwa mereka dikembangkan terhadap beberapa kebutuhan yang diakui industri.

Pada akhirnya, kami menginginkan tenaga kerja terlatih yang dapat berpindah dari satu organisasi ke organisasi lainnya, mis. ketika mereka pensiun dari dinas militer, mereka dapat diambil oleh OEM, karena apa yang telah mereka latih, sama seperti kami berharap fungsi apa pun akan memiliki kredensial yang diakui industri tersebut. Ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan di ruang itu, dan itu adalah sesuatu yang kami upayakan.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang America Makes, kunjungi:https://www. americamakes.us/