Wawancara dengan Jan Tremel: Bagaimana Bosch Memanfaatkan Cetak 3D di Pusat Kompetensi Powertrain
Perusahaan rekayasa dan teknologi multinasional Jerman Bosch adalah pemimpin global di komponen otomotif, teknologi industri, barang konsumen, energi, dan solusi bangunan.
Bosch telah mengadopsi manufaktur aditif (AM) di setiap divisi, menggunakannya untuk mempercepat prototipe dan memungkinkan produksi on-demand yang fleksibel yang mengurangi waktu rilis ke pasar dan menyederhanakan rantai pasokan. Perusahaan memelihara Pusat Kompetensi (CoC) cetak 3D yang mendorong inovasi di seluruh garis produk. Kali ini kami berbicara dengan Jan Tremel, Kepala CoC dalam unit Powertrain Solutions, untuk mengungkap bagaimana AM memberikan nilai, tantangan adopsi internal, dan masa depan pencetakan 3D di sektor otomotif. Bisakah Anda menceritakan sedikit tentang latar belakang Anda dan bagaimana Anda terlibat dalam AM?
Saya pertama kali terlibat antara 2006 dan 2007, selama gerakan RepRap. Terpesona oleh teknologi, saya membangun printer 3D pertama saya di universitas. Saat bergabung dengan Bosch, saya membayangkan dampak memiliki printer 3D kecil di rumah. Visi itu memicu serangkaian proposal yang pada akhirnya mendirikan CoC. Bosch kemudian menyadari bahwa mengintegrasikan AM untuk plastik dan logam adalah esensial untuk mengembangkan komponen mesin pembakaran generasi berikutnya. Saya berdasarkan di unit Powertrain Solutions, yang mencakup hampir seperempat pendapatan tahunan Bosch dan menyuruh sekitar seperempat karyawan perusahaan. Dalam peran ini, kami berfokus pada penerapan pencetakan 3D dalam proyek berdampak tinggi—pompa bensin dan diesel tekanan tinggi, injektor, dan sistem hidrolis—di mana teknologi dapat memberikan peningkatan kinerja nyata. Anda saat ini memimpin Pusat Kompetensi untuk Pencetakan 3D. Bisakah Anda menceritakan tentang pekerjaan yang Anda lakukan di sana dan bagaimana Anda menerapkan teknologi tersebut?
Sebagai kepala Pusat Kompetensi Pencetakan 3D, saya mengawasi portofolio yang mencakup empat cabang bisnis utama: teknologi bangunan, barang konsumen, teknologi industri, dan solusi powertrain otomotif. Setiap cabang memiliki tim yang didedikasikan untuk mengintegrasikan AM ke dalam portofolio produk mereka. Dalam Powertrain Solutions, sekitar 50 % waktu saya dihabiskan untuk rekayasa produk. Saya bekerja sama dengan R&D untuk menyematkan komponen cetak 3D dalam konsep produk baru, memanfaatkan kebebasan desain yang ditawarkan manufaktur aditif. Saya juga bekerjasama dengan pabrik manufaktur untuk melatih dan memungkinkan pekerja garis untuk mengadopsi AM dalam operasi sehari-hari. Misalnya, tim pemeliharaan yang bertugas menjaga garis produksi agar berjalan terus menerus perlu mengganti pegang robot yang rusak dengan cepat. Saya mengatur workshop yang menunjukkan bagaimana bahan standar dan printer 3D sederhana dapat menghasilkan pengganti fungsional, menghilangkan downtime. Kami juga menargetkan peluang penghematan biaya. Dengan mengganti bagian yang ada dengan desain cetak 3D yang dioptimalkan, kami dapat mempersingkat waktu siklus, mengurangi sisa, dan memotong biaya internal—terutama dalam alat pengujian di mana iterasi cepat sangat penting.
Nilai apa yang dibawa oleh pencetakan 3D bagi industri otomotif? AM memperluas alat kerja ekosistem manufaktur otomotif yang sudah matang yang sudah bergantung pada pemesinan, pengecoran injeksi, dan coating. Proses tradisional unggul dalam produksi volume tinggi, tetapi dapat mahal dan memakan waktu untuk diiterasi. AM menawarkan alternatif cepat dan dengan biaya rendah yang mempersingkat siklus desain-ke-prototipe dari bulan menjadi minggu. Ambil bagian plastik kompleks yang biasanya memerlukan alat cetak—12 hingga 14 minggu untuk dibuat. Dengan pencetakan 3D, bagian yang sama dapat diproduksi dalam 2 hingga 4 minggu, memungkinkan hingga tiga iterasi desain sebelum menyelesaikan geometri. Kelincahan ini diterjemahkan menjadi waktu rilis ke pasar yang lebih cepat dan kualitas produk yang ditingkatkan. Untuk produksi seri, AM kemungkinan akan memainkan peran niche saat ini, terutama dalam aplikasi rendah volume yang sangat disesuaikan seperti mobil mewah atau olahraga. Namun, seiring meningkatnya kecepatan pembangunan dan kinerja bahan, kami mengantisipasi perpindahan bertahap menuju ukuran batch yang lebih besar—berpindah dari beberapa ratus hingga beberapa ribu bagian per run.
Ada tantangan apa yang masih harus diatasi dengan AM untuk mempercepat transisinya ke produksi seri? Beberapa barisan masih ada sebelum AM dapat menskala ke produksi massal di otomotif. Pertama, ketersediaan dan kinerja bahan adalah kritis. Steel kekuatan tinggi dan poliamid terisi serat kaca—yang diperlukan untuk komponen tekanan tinggi dan bagian di sekitar mesin—belum sepenuhnya dicocokkan oleh bahan AM. Mikrostruktur yang dihasilkan oleh depositasi lapis demi lapis berbeda dari bagian yang diproses secara konvensional, mempengaruhi properti mekanis dan toleransi. Kedua, akurasi dan repeatabilitas dimensi perlu ditingkatkan. Toleransi ketat, seperti lubang kecil di konektor, menantang untuk printer saat ini. Konsistensi di seluruh mesin dan batch yang berbeda masih sedang dalam proses. Ketiga, banyak proses AM melibatkan langkah pasca-pemrosesan manual—misalnya, penghapusan serbuk untuk bangunan logam—yang menambahkan biaya dan kompleksitas. Sementara otomatisasi sedang berkembang, aktivitas ini tetap intensif tenaga kerja. Produktivitas adalah penggerak kunci; sektor otomotif meminta throughput tinggi dengan biaya per unit rendah.
Bagaimana Anda melihat AM berevolusi di industri otomotif selama 5 tahun mendatang? Tidak seperti penerbangan atau alat medis, komponen otomatis biasanya memiliki siklus hidup yang lebih singkat dan batasan biaya yang lebih ketat. Akibatnya, AM akan terus berfungsi terutama sebagai akselerator prototipe cepat dan pengembangan produk. Produksi seri skala penuh melalui manufaktur aditif kemungkinan masih beberapa tahun lagi. Kami mengasumsikan adopsi bertahap dalam aplikasi khusus—interior trim disesuaikan, alat ringan, dan bagian untuk mobil rendah volume—sementara proses konvensional akan tetap dominan untuk komponen yang diproduksi massal.
Apakah sulit untuk meyakinkan orang tentang nilai pencetakan 3D, atau Anda merasa orang sangat terbuka untuk mengadopsi teknologi ini? Awalnya, kami mengadopsi pendekatan “missionary”, mengadvokasi potensi transformatif dari pencetakan 3D. Saat ini, kami beralih ke proyek yang didorong data yang menunjukkan manfaat konkret. Kami tidak lagi mengklaim bahwa semuanya dapat dicetak; kami menilai setiap kasus penggunaan secara kritis. Penggunaan luas printer rumah juga telah menurunkan ambang masuk. Banyak karyawan sekarang memiliki pengalaman langsung dengan pencetakan 3D, membuat teknologi lebih mudah dihal dan memungkinkan mereka untuk menerapkannya langsung di tempat kerja.
Ada tren apa di dalam industri yang membuat Anda bersemangat? Kami bersemangat dengan start-up yang menyediakan solusi yang terbukti, dan produsen besar yang berinvestasi dalam proses AM canggih. Pasar sedang matang: filamen sekarang datang dengan spesifikasi teknis lengkap—data mekanis, informasi keamanan, dan sertifikat kualifikasi—membuat teknologi lebih andal dan lebih mudah diintegrasikan ke dalam alur kerja rekayasa.
Apa yang akan terjadi pada 2024 untuk unit bisnis Powertrain Solutions di Bosch, ketika datang ke AM? Selama setahun mendatang, strategi kami akan memprioritaskan penghematan biaya dan optimasi proses. Kami berencana untuk memperluas ketersediaan pencetakan 3D di seluruh Powertrain Solutions, menawarkan tim kami fleksibilitas untuk menggunakan AM untuk produksi volume kecil hingga menengah dan untuk memprototipe bagian kompleks lebih cepat.
