Wawancara Pakar dengan John Barnes, CEO Metal Powder Works:Mendorong Inovasi Material dalam Manufaktur Aditif
Pada tahun 2022, survei Hubs terhadap komunitas teknik dan percetakan 3D dalam ‘Laporan Tren Pencetakan 3D 2022’ menunjukkan bahwa 44% peserta menyebut material dan komposit baru sebagai pengembangan teratas tahun ini. Namun, di bidang logam AM, hanya tersisa 16 rilis spesifikasi AMS untuk bubuk logam. Karena pengaruh manufaktur aditif menyebar ke kalangan industri yang lebih luas dan semakin banyak perusahaan yang mempertimbangkan manfaat yang dapat dihasilkannya, maka memberikan mereka pengetahuan dan alat untuk mendorong inovasi lebih lanjut sangatlah penting.
Kami duduk bersama John Barnes, CEO The Barnes Global Advisors dan Metal Powder Works, untuk mendiskusikan bagaimana kedua bisnisnya mendorong perubahan integral di lapangan.
Mari kita mulai dengan Pekerjaan Serbuk Logam. Bisakah Anda ceritakan lebih banyak tentang ‘Proses DirectPowder’ Kementerian PU; apakah ada celah di pasar logam AM yang dapat ditutup dengan penemuannya?
Menurut saya, 'Proses DirectPowder' kami mengumpulkan 20 tahun pengalaman manufaktur kami dan menerapkannya pada produksi bubuk.
Produksi bubuk didasarkan pada atomisasi, yang merupakan teknologi berusia berabad-abad. Namun konsistensi bubuknya sangat bervariasi - saat kami menggunakannya saat mencoba memenuhi syarat suku cadang untuk Airbus, kami selalu harus mengubah pengaturan pada printer untuk menerima variasi batch ke batch.
'Proses DirectPowder' kami untuk produksi bubuk sangat konsisten - dalam sebuah penelitian, kami memasok 2 batch bubuk, dengan jarak 12 bulan dari dua mesin berbeda dan ukuran partikel rata-rata hanya berbeda 3 mikron. Ketika Anda mengurangi variabilitas bahan baku dengan cara ini, pada dasarnya Anda mulai mengurangi variabilitas bahan baku lainnya. Jika tidak, akan sangat sulit untuk menyelesaikannya di tempat lain dalam proses tersebut.
Metal Powder Works melihat hal itu. Anda memberi tahu kami ukuran bedak yang Anda inginkan, dan kami hanya membuatnya - ini adalah proses dengan efisiensi yang sangat tinggi. Jika Anda menginginkan bubuk berukuran 20 hingga 63 mikron, misalnya, 95% atau lebih dari apa yang kami produksi akan berupa bubuk berukuran sebesar itu, artinya kerugian yang kami alami sangat kecil dalam prosesnya. Itu sebabnya harga kami sangat terjangkau, hal ini tidak berlaku pada produksi bubuk tradisional.
[Kredit Gambar:Karya Serbuk Logam]
'Jangan gunakan atomisasi' bukanlah pesan kami. Kami mengatakan bahwa atomisasi berhasil jika Anda memiliki skala ekonomi - baja tahan karat, Inconel 718, banyak orang yang menggunakannya. Namun jika Anda ingin lebih banyak bahan tersedia untuk AM, proses atomisasi, secara ekonomis, mungkin tidak akan memberikan solusi. Itu sebabnya saat ini Anda hanya memiliki sekitar selusin bahan yang tersedia dalam bentuk bubuk.
Ada lebih dari 100 paduan aluminium yang berbeda saja. Jika Anda melihat pesawat modern, ia menggunakan selusin paduan aluminium yang berbeda, beberapa paduan titanium, mungkin selusin dari baja - bahan-bahannya dioptimalkan untuk kebutuhannya. Manufaktur aditif perlu bergerak dengan cara yang sama.
Apa pentingnya pengembangan material pada tahun 2023?
Selama beberapa dekade, kita telah melalui fase di mana perancang dianggap ‘tidak penting’, dan fokusnya adalah pada manufaktur. Lalu, tiba-tiba, desain menjadi penting - manufaktur telah mengejar apa yang bisa kami desain, dan kami perlu mendorong sudut desain lagi. Saat ini, kami melihat sektor manufaktur kesulitan untuk mengimbanginya. Namun, dengan teknologi manufaktur canggih baru seperti AM, perancang diberikan seperangkat alat baru.
Kami memungkinkan desainer untuk berpikir kembali dan memikirkan kembali, misalnya, bagaimana seharusnya tampilan bagian dalam mobil, dan seiring dengan perkembangan ini, material juga ikut berkembang. Ini adalah kunci untuk memungkinkan mereka menghasilkan desain baru.
Industri otomotif, misalnya, telah mengalami substitusi material selama satu dekade atau lebih. Mereka mengambil baja dan menggantinya dengan aluminium, lalu aluminium dengan plastik, hingga mereka kehabisan bahan untuk diganti, dan mereka beralih ke desain ulang lagi. Dengan teknologi canggih dan manufaktur aditif, Anda dapat menghasilkan desain yang menghasilkan komponen ringan, namun tetap menghasilkan performa yang sama, bahkan lebih baik.
Masa depan adalah tentang tim. Jika Anda melihat salah satu teknologi manufaktur canggih – AI, otomatisasi, robotika, pencetakan 3D – semuanya memerlukan tim, karena tidak ada satu disiplin ilmu pun yang dapat melakukannya.
Manufaktur aditif adalah olahraga tim. Anda memiliki seorang desainer, Anda memiliki seorang ahli struktur, Anda memiliki seorang ahli material. Ada banyak hal yang terjadi di dalam kotak printer. Anda secara bersamaan membuat bentuk dan material pada saat yang bersamaan. ada stok bahan baku yang masuk, gas industri, dan laser - banyak hal yang terjadi. Itu tidak akan terjadi tanpa tim.
Saya menyukai gagasan bahwa pencetakan 3D adalah sebuah lensa yang dapat digunakan untuk terus memikirkan kembali berbagai aspek produksi.
Saya pikir itu saja. Pencetakan 3D bukanlah suatu hal, melainkan sekumpulan hal. Hampir jalan berpikir.
Bergantung pada efek akhir yang Anda tuju, Anda memilih printer yang membawa Anda ke sana. Jika Anda ingin mencetak sel kulit, ada jawabannya. Jika Anda ingin mencetak rumah dengan beton, ada jawabannya. Kalau mau bikin part plastik juga ada jawabannya.
Namun semuanya dibangun di atas premis yang sama, yaitu konstruksi 'lapis demi lapis'. Dan hal ini sulit dilakukan karena kita telah mengukir sesuatu dari batu dan kayu sejak awal zaman manusia. Sekarang, saatnya memikirkan kebalikannya – hal itu memerlukan waktu yang lama.
Sekarang Anda beralih ke jenis bisnis yang berbeda, bisakah Anda berbicara sedikit tentang The Barnes Global Advisors dan nilai yang diberikannya bagi bisnis?
Kami memulai dengan membantu orang-orang mencerna manufaktur aditif. Tim teknisi kami yang hebat memiliki banyak pengalaman di pasar yang sangat intensif - dirgantara, pertahanan, medis, transportasi berat. Kami memanfaatkan pengalaman kami tentang hal-hal yang tidak berjalan dengan baik saat pertama kali kami mencobanya, sehingga kami dapat menyederhanakannya untuk orang lain.
Banyak orang yang bingung mengenai persyaratan dan kualifikasi manufaktur aditif - bagi kami, prosesnya selalu sama persis. Baik Anda berbicara tentang lokomotif atau pesawat terbang, prosesnya sama, meskipun tingkat intensitas dan pengujian yang mungkin Anda jalani mungkin berbeda. Memahami persyaratan mencakup penetapan seperti apa kesuksesan yang akan dicapai - kami membantu perusahaan bekerja mundur dari sana.
Kami memberikan saran yang sama kepada semua orang, mulai dari perusahaan percetakan hingga perusahaan material. Jika Anda mengetahui apa yang dibutuhkan pelanggan, yang terpenting adalah menentukan masalah apa yang Anda pecahkan, apa nilai yang ada, lalu memikirkan kembali dan mencari tahu bagaimana kami mewujudkan hal tersebut.
Dalam prosesnya, kami telah memperkenalkan pelatihan tenaga kerja dan pengembangan keterampilan, yang pertama melalui kursus ‘Merancang untuk AM’, yang mengajarkan kepada masyarakat mengenai apa itu bahan aditif, di mana bahan tersebut digunakan, kelebihan dan kekurangannya, dan masing-masing proses yang berbeda. TBGA unik karena tim memiliki pengalaman menggunakan semua rangkaian proses AM - kita dapat berbicara tentang bubuk, energi langsung, ekstrusi material, semuanya pada tingkat kerja. Yang penting, kami melakukan hal tersebut dengan sudut pandang independen - kami tidak terikat dengan perusahaan lain, artinya kami melihat hal-hal seperti yang dilakukan para insinyur.
Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah mengintegrasikan grup yang kami sebut ‘Media’, yang berfokus pada penerjemahan semua pengetahuan teknologi dan mengirimkan pesan tersebut ke pasar. Manufaktur adalah pasar yang sangat menarik (dan ramai) - berbeda dengan pasar yang berfokus pada produk komersial atau konsumen.
Kami menemukan bahwa melalui tenaga kerja, media, dan konsultasi, terdapat keselarasan dalam cara kami bekerja. Hal ini memungkinkan kami untuk beralih dari proyek strategi hingga memperkenalkan produk ke pasar. Kami semakin menyadari bahwa melalui seluruh gangguan rantai pasokan ini, kami dapat membantu pemerintah AS dan pihak lain untuk memahami bagaimana mereka dapat melakukan penyesuaian, dan mempertimbangkan apakah manufaktur aditif dapat menjadi solusi.
Jika Anda memiliki teknologi yang sangat otomatis seperti manufaktur aditif, apakah teknologi tersebut dapat membantu mengatasi permasalahan manusia seperti ini? Itulah pertanyaan yang kita lihat sekarang, mungkin menggabungkan solusi dari manufaktur aditif, otomatisasi, dan mungkin robotika, untuk menghasilkan solusi yang sesuai dengan kebutuhan akhir.
Pada akhirnya, jika pelanggan tidak bisa mendapatkan suku cadangnya, kita memerlukan solusi yang lebih baik. Itu adalah masalah global. Meskipun kita terlihat sebagai masyarakat yang terfragmentasi, kita semua menderita hal yang sama.
Pekerjaan Anda dengan Metal Powder Works dan The Barnes Global Advisors sangat berbeda. Jika Anda dapat menarik satu kesamaan antara kontribusi kedua perusahaan terhadap bidang AM, apakah persamaannya?
Satu hal yang saya pelajari adalah sangat sulit untuk menerima nasihat Anda sendiri. Ketika saya memakai topi Metal Powder Works, saya sebagian besar adalah pelanggan yang biasanya bekerja sama dengan TBGA. Jadi kadang-kadang saya berpikir, “oh, saya perlu mengikuti nasihat saya sendiri dan melakukan ini secara struktural hal”.
Hal lainnya adalah pentingnya keseimbangan. Satu hal tentang TBGA yang membuat saya sangat senang adalah kami memiliki kelompok yang cukup beragam gender. Saya pikir kami menghasilkan jawaban yang lebih baik bagi pelanggan kami karena kami memiliki proses berpikir yang berbeda. Saya berharap ini menjadi indikasi masa depan.
Kami sadar bahwa kami perlu terlibat dalam industri ini, untuk menjadi bagian dari strukturnya. Mencoba mendorong masyarakat untuk menganggap manufaktur sebagai karier juga merupakan sesuatu yang perlu kita promosikan. Entah itu sebagai orang teknis, atau di bidang pemasaran.
Apakah ada tren AM terkini yang paling Anda sukai?
Saya pikir secara umum trennya adalah industrialisasi - yang membawa kebutuhan untuk memecahkan masalah seperti alur kerja digital, yang saat ini bisa sangat terfragmentasi. Kami menyadari bahwa penting untuk memikirkan proses kami secara holistik - manufaktur aditif bukan hanya tentang mencetak bentuk.
Jika kita memikirkan lagi mengenai material, material juga menjadi lebih penting karena industrialisasi, yang tidak hanya menimbulkan masalah teknis tetapi juga masalah berbasis bisnis - jika bahan cetakan akan lebih mahal, misalnya, sebaiknya perusahaan tersebut memproduksi lebih banyak. Ini adalah sisi proposisi nilai.
Pengetahuan kita semakin bertambah. Pada satu titik, kami melihat partikel berbentuk bola sempurna sangat penting dalam Hall Flow. Kami sekarang tahu bahwa Hall Flow sebenarnya hanyalah proksi karena kami tidak memiliki standar yang lebih baik. Setelah kita mengakui hal tersebut, kita dapat menolaknya dan mempertimbangkan bahwa mungkin 'bulat sempurna' tidak tepat - mungkin kita memerlukan lebih sedikit bulat, atau untuk mengakui bahwa 'bola' pada awalnya adalah sebuah kontinum, bukan biner. Ini adalah gerakan kuno - jika dibutuhkan sedikit energi untuk mencapai posisi, maka dibutuhkan sedikit energi untuk keluar dari posisinya. Ada titik optimalnya, dan kami ingin mempertahankannya.
Saya rasa itulah mengapa isu industrialisasi sangat penting karena melibatkan penyelesaian berbagai permasalahan yang relevan. Baik itu mempertimbangkan masalah produktivitas dan biaya, atau masalah global yang lebih luas, ada banyak masalah lain yang harus diselesaikan.
Menurut saya, pada suatu saat, mengonsumsi lebih sedikit energi dan memproduksi lebih sedikit CO2 akan menjadi metrik yang digunakan lebih banyak orang, dengan biaya yang tetap menjadi hal yang penting. Daripada mengeluarkan biaya dua kali lipat untuk menghasilkan lebih sedikit CO2, mengapa kita tidak bisa bersikap netral di kedua sisi? Sebuah proses yang memakan biaya sama dengan proses lama, namun mengeluarkan CO2 jauh lebih sedikit, tentu merupakan jawaban yang tepat.
–
Pelajari lebih lanjut tentang Penasihat Global Barnes:https://www.barnesglobaladvisors.com/
Pelajari lebih lanjut tentang Pekerjaan Serbuk Logam:https://www.metalpowderworks.com/
Pelajari lebih lanjut tentang AMFG:https://amfg.ai/
