Wawancara Pakar:Jan Tremel tentang Bagaimana Bosch Menggunakan Pencetakan 3D di Pusat Kompetensinya
Perusahaan teknik dan teknologi multinasional Jerman, Bosch, mungkin merupakan pemasok komponen otomotif terbesar di dunia dan pemasok penting teknologi industri, barang konsumsi, ditambah energi dan teknologi bangunan.
Oleh karena itu, tidak heran jika perusahaan juga banyak bergerak di bidang additive manufacturing (AM). Teknologi ini mempercepat waktu ke pasar untuk produk baru saat digunakan untuk pembuatan prototipe dan, saat digunakan untuk produksi, teknologi ini dapat memperkenalkan lebih banyak fleksibilitas dan kelincahan ke dalam rantai pasokan dengan mencetak komponen tertentu lebih cepat dan sesuai permintaan.
Bosch menggunakan AM di semua divisi perusahaannya dan juga memiliki pusat kompetensi yang didedikasikan untuk pencetakan 3D.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana Bosch menerapkan pencetakan 3D di seluruh bisnisnya, hari ini kami bergabung dengan Jan Tremel, Kepala Pusat Kompetensi untuk Pencetakan 3D (CoC), yang termasuk dalam unit Solusi Powertrain .
Bersama Jan, kami menemukan manfaat AM bagi Bosch, tantangan dalam mengadopsi pencetakan 3D in-house, serta keadaan saat ini dan masa depan pencetakan 3D di industri otomotif.
Bisakah Anda ceritakan sedikit tentang latar belakang Anda dan bagaimana Anda terlibat dalam AM?
Saya pertama kali terlibat antara tahun 2006 dan 2007, selama periode ketika gerakan RepRap mulai mendapatkan daya tarik.
Saya terpesona oleh teknologi dan membuat printer 3D pertama saya sendiri di universitas.
Di Bosch, saya memikirkan betapa sederhananya jika kita memiliki akses ke printer 3D kecil. Ide ini mengilhami saya untuk membuat beberapa proposal, yang akhirnya mengarah pada pembentukan pusat kompetensi.
Pada titik ini, Bosch menyadari bahwa mereka harus mengintegrasikan teknologi ini, baik untuk plastik maupun logam, agar dapat menggunakannya dalam pengembangan berkelanjutan mereka untuk suku cadang mesin pembakaran yang kami sediakan ke pasar .
Saat ini saya berada di unit bisnis Powertrain Solutions. Ini menghasilkan hampir seperempat dari total pendapatan Bosch per tahun dan mencakup sekitar seperempat dari semua rekanan Bosch. Di sini kami mencoba menerapkan pencetakan 3D dalam proyek-proyek serius, seperti pompa tekanan tinggi untuk bensin dan solar, injektor, dan sistem hidrolik lainnya.
Saat ini Anda memimpin Pusat Kompetensi Pencetakan 3D. Bisakah Anda memberi tahu saya tentang pekerjaan yang Anda lakukan di sana dan bagaimana Anda menerapkan teknologinya?
Di Bosch, kami memiliki beberapa pusat kompetensi.
Untuk memberikan gambaran, di Bosch kami dibagi menjadi 4 cabang utama. Artinya, kami memiliki satu cabang untuk teknologi bangunan, misalnya kamera keamanan, mikrofon untuk arena besar, dll.
Unit lain bertanggung jawab atas barang-barang konsumsi, mulai dari oven hingga mesin cuci.
Kemudian kami memiliki unit Teknologi Industri, yang mengkhususkan diri pada mesin khusus untuk industri berat.
Akhirnya unit saya adalah Powertrain Solutions yang merupakan bidang otomotif. Semua unit yang saya jelaskan memiliki tim mereka sendiri yang bertanggung jawab untuk implementasi AM ke dalam lini produk mereka.
Di unit saya, 50 persen pekerjaan saya dikhususkan untuk merekayasa produk baru. Ini berarti saya mendukung rekan-rekan saya di departemen pengembangan produk, menggunakan komponen cetak 3D dalam produk baru.
Ini membutuhkan pembuatan aplikasi baru yang inovatif yang akan memanfaatkan kompleksitas desain yang dimungkinkan dengan pencetakan 3D.
Di sisi lain, saya juga berkolaborasi dengan semua pabrik kami . Ini berarti saya memungkinkan atau mendidik orang yang bekerja secara langsung di jalur perakitan dan di lantai produksi, sehingga mereka dapat menggunakan AM dalam pekerjaan sehari-hari mereka.
Biarkan saya memberi Anda satu contoh:tim pemeliharaan memiliki tugas untuk menjaga agar lini produksi tetap berjalan sepanjang hari. Dan mereka membutuhkan, misalnya, penggantian gripper yang dapat mereka pasang ke robot untuk mengganti bagian yang rusak dan mencegah downtime.
Jadi saya mengadakan lokakarya dengan mereka, untuk menunjukkan kepada mereka apa yang mungkin dengan bahan standar dan printer 3D sederhana, sehingga mereka dapat membuat suku cadang pengganti ini untuk peralatan mereka.
Selanjutnya, kami secara aktif menargetkan skenario pengurangan biaya, misalnya, di mana kami dapat mengganti desain yang ada dengan suku cadang yang dicetak 3D untuk menghemat uang secara internal. Misalnya, kami memiliki banyak perangkat pengujian yang dapat ditingkatkan. Dengan pencetakan 3D, Anda dapat meningkatkan waktu siklus stasiun itu sendiri dan, karenanya, meningkatkan kinerja seluruh jalur. Ini membantu kami menekan biaya dan mengurangi pemborosan.
Apa nilai pencetakan 3D bagi industri otomotif?
AM menambahkan proses lain yang berguna ke portofolio proses yang sudah mapan. Di otomotif, kami menggunakan proses seperti penggilingan dan pembubutan, kami dapat melapisi bagian dan melakukan pencetakan injeksi plastik. Semua proses ini dipahami dengan baik.
Tetapi semua proses ini memiliki batasan tertentu dalam hal fleksibilitas desain dan kemampuan untuk iterasi.
Dalam industri otomotif, siklus produksi semakin pendek. Ini berarti Anda ingin menguji suku cadang dan desain dengan sangat cepat. Dalam hal ini, proses standar bisa sangat mahal dan memakan waktu cukup lama.
Biarkan saya memberi contoh. Jika Anda memerlukan alat cetak untuk bagian plastik yang rumit, dibutuhkan waktu hingga 12 hingga 14 minggu, atau bahkan lebih, untuk diproduksi. Dan dengan AM, Anda dapat menghasilkan hasil yang sama dalam waktu yang jauh lebih cepat, mungkin dalam 2 hingga 4 minggu.
Ini berarti Anda dapat memiliki setidaknya 3 iterasi bagian dengan pencetakan 3D, sedangkan dengan pencetakan injeksi Anda hanya memiliki satu yang dapat Anda gunakan untuk meningkatkan komponen Anda. Dengan cara ini, AM memungkinkan siklus iterasi yang jauh lebih pendek yang memungkinkan Anda meningkatkan komponen.
Ini hanya satu area di mana pencetakan 3D dapat membantu.
Dalam hal produksi seri, saya berharap AM akan digunakan untuk menyesuaikan mobil jauh lebih besar daripada sekarang. Tidak masuk akal untuk mencetak 3D komponen yang diproduksi secara massal seperti kursi atau roda kemudi.
Tetapi jika Anda memiliki volume produksi yang kecil, seperti halnya mobil mewah atau mobil sport saat ini, AM dapat memungkinkan suku cadang khusus untuk diproduksi untuk mobil tersebut lebih ekonomis daripada jika Anda memproduksinya menggunakan teknologi tradisional .
Kita akan melihat ini, pertama, dalam jajaran mobil yang sangat eksklusif dan dengan set suku cadang yang sangat terbatas yang diproduksi.
Seiring proses AM menjadi lebih cepat dan lebih baik, pada akhirnya kita akan melihat volume produksi AM berkembang dari beberapa ratus bagian menjadi beberapa ribu bagian.
Apakah masih ada tantangan yang harus dihadapi AM untuk mempercepat transisinya ke produksi serial?
Ada banyak hambatan.
Salah satunya adalah keterbatasan materi. Masih ada jalan panjang yang harus dilalui industri sebelum kami memiliki bahan yang tepat, baik logam maupun plastik, untuk aplikasi mobil. Sebagai contoh, beberapa komponen kita akan membutuhkan baja berkualitas tinggi yang dapat menahan tekanan yang sangat tinggi.
Selain itu, jika Anda melihat mobil modern, ada banyak komponen yang terbuat dari serat kaca yang diisi bahan plastik, yang tidak tersedia di pasaran saat ini, atau jauh lebih mahal daripada bahan yang kami gunakan dengan proses tradisional.
Misalnya, Anda memiliki komponen plastik di dekat motor pembakaran. Bagian ini memiliki persyaratan suhu yang sangat tinggi dan biasanya terbuat dari poliamida yang diisi dengan serat kaca. Bahan AM tidak dapat membuat bagian ini dengan cara yang sama dan dengan karakteristik yang sama seperti yang kita lihat pada plastik tradisional saat ini.
Material yang diproses dengan mesin dan material yang diproduksi secara aditif akan memiliki karakteristik yang sama sekali berbeda, karena melelehkan material lapis demi lapis, menciptakan mikrostruktur internal yang berbeda dari yang biasa kita gunakan dengan material standar.
Hambatan lainnya adalah kurangnya akurasi dan pengulangan. Masih ada perbaikan yang harus dilakukan pada sistem AM untuk memungkinkan mereka mencetak bagian yang sama di berbagai printer dengan dimensi yang tepat setiap saat.
Jika Anda melihat konektor dan komponen lain yang memiliki lubang yang sangat kecil dan toleransi yang sangat ketat, maka hal ini juga menjadi tantangan tersendiri bagi printer 3D untuk berproduksi.
Akhirnya, kami melihat banyak proses manual di AM. Meskipun, saya akui, industri mencoba untuk memperkenalkan lebih banyak otomatisasi, masih banyak proses manual, misalnya, penghilangan bubuk dalam pencetakan 3D logam, yang membuat teknologi ini sangat hemat biaya.
Produktivitas merupakan faktor penting bagi industri otomotif, dalam hal adopsi AM.
Bagaimana Anda melihat AM berkembang di industri otomotif selama 5 tahun ke depan?
Industri otomotif memiliki pendekatan aplikasi yang berbeda dibandingkan dengan sektor medis atau kedirgantaraan, di mana produk biasanya memiliki umur yang panjang, mis. 20 tahun atau lebih untuk sebuah pesawat terbang.
Titik harga dalam produksi otomotif juga lebih rendah, dan Anda harus memiliki perhitungan harga yang sangat ketat. Artinya AM hanya akan digunakan jika memiliki cost benefit yang jelas.
Saya cukup berhati-hati untuk mengatakan bahwa AM akan digunakan untuk komponen otomotif yang serius dalam beberapa tahun ke depan. Ini pasti akan terus menjadi akselerator untuk pengembangan produk.
Masih lama sebelum kita akan melihat manufaktur aditif digunakan untuk produksi massal di industri otomotif.
Apakah sulit untuk meyakinkan orang tentang nilai pencetakan 3D, atau apakah menurut Anda orang-orang sangat terbuka untuk mengadopsi teknologi?
Sangat tergantung. Ketika kami memulai, kami memiliki pendekatan misionaris untuk meyakinkan semua orang bahwa pencetakan 3D adalah salah satu hal terbesar di dunia.
Hari ini, kami lebih fokus pada proyek yang benar-benar membuat perbedaan dalam produksi. Tidak semua hal yang dapat dilakukan secara aditif, harus dilakukan dengan teknologi ini. Kami sedang mengamati aplikasi yang dapat mengambil manfaat dari pencetakan 3D.
Dalam 4 tahun sejak saya bergabung, kami melihat banyak orang juga sudah memiliki printer di rumah. Jadi kami memberi mereka kesempatan untuk menggunakan printer 3D, tidak hanya dalam kehidupan pribadi mereka, tetapi juga di tempat kerja untuk memungkinkan mereka melakukan sesuatu yang baru.
Apakah ada tren dalam industri yang Anda sukai?
Itu pertanyaan yang menarik.
Saya sangat tertarik dengan start-up yang benar-benar dapat memenuhi janji mereka. Saya telah melihat banyak perusahaan rintisan yang mencoba membuat model bisnis di sekitar proses yang tidak dikembangkan dengan jelas.
Tetapi saya terpesona oleh proses baru yang benar-benar berfungsi. Di bidang plastik dan logam, kami melihat banyak perkembangan menarik dari produsen besar yang benar-benar serius tentang AM.
Sebelumnya, orang-orang senang ketika mereka memiliki bagian di tangan, dan Anda dapat memberi tahu mereka bahwa itu dicetak 3D. Saat ini, orang lebih peduli dengan semua detail teknis, sehingga karakteristik bahan yang dicetak terpenuhi.
Yang juga saya suka adalah pasarnya semakin profesional. Ini berarti bahwa bahkan untuk filamen, Anda bisa mendapatkan data teknis yang memenuhi syarat, yang tidak hanya mencakup tegangan tarik mekanis, tetapi juga lembar data keselamatan. Itu membuat pencetakan 3D lebih mudah digunakan dalam pekerjaan kita sehari-hari.
Apa yang terjadi pada tahun 2020 untuk unit bisnis Powertrain Solutions di Bosch, dalam hal AM?
12 bulan ke depan akan memiliki fokus yang jelas pada pengurangan biaya dan peningkatan proses manufaktur kami secara internal.
Kami akan mendorong ketersediaan pencetakan 3D yang lebih besar di Powertrain Solutions. Artinya, akan ada lebih banyak kemungkinan bagi orang-orang kami untuk menggunakan AM untuk produksi seri kecil hingga menengah.
