Preguntas y respuestas: GE Additive acerca de la comercialización de su tecnología Binder Jet y el diseño de impresoras 3D para nuevos sectores

por Sam Davis

23 noviembre 2022

14:00

Aditivo GE

EnRÁPIDO + TCTEn Mayo,Aditivo GEquería hablar sobre el jet aglutinante, consciente de que no siempre había estado disponible con actualizaciones a lo largo de su viaje de cinco años con la tecnología.

Entonces, el tema principal de la conversación fue que no estaba dispuesto a lanzar la tecnología antes de que estuviera lista y, para ayudar a que las cosas avanzaran, había incorporado a un cuarto socio Beta enKennametal.

"Queremos asegurarnos de que todo lo que traemos realmente haga lo que decimos que puede hacer", dijo Brian Birkmeyer [BB], líder de la línea de productos aditivos de GE para Binder Jet.TCT hace seis meses. Para octubre, la empresa se sentía lista. O al menos, seguro que en los próximos 12 meses lo sería. Ahora se espera que los envíos de su sistema de inyección de aglomerante Serie 3 comiencen en la segunda mitad de 2023, unos seis años después de que la empresa anunciara sus intenciones de desarrollar una solución de inyección de aglomerante.

Enformulariosiguiente,TCTse reunió con Birkmeyer, así como con el Gerente General de Ingeniería y Tecnología, Chris Schuppe [CS], para comprender qué había cambiado desde mayo, qué había impulsado este esfuerzo y qué debe suceder a continuación para que GE Additive cumpla su objetivo del segundo semestre de 2023.

BB: Por lo tanto, hemos seguido avanzando en la plataforma a través de sus pruebas de validación. Tenemos algunos buenos resultados con la máquina allí, aprendido. Como saben, diseñamos la máquina y luego la probamos, de ahí las pruebas de validación. Hemos aprendido un par de cosas, debemos mover un sensor aquí o allá para obtener mejores lecturas, cosas así. Y entonces, en este momento, estamos revisando y haciendo algunos de esos ajustes a la especificación final. Pero de lo contrario, a medida que avanzamos, intentaremos probar nuestras máquinas hasta sus límites absolutos, intentar romperlas donde podamos, asegurarnos de que nuestros clientes no puedan. Y luego, a medida que avancemos el próximo año, comenzaremos la producción.

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BB: La máquina Alpha fue la primera iteración de la máquina en la que hace un par de años, tomamos nuestra primera oportunidad, por así decirlo, la construimos intencionalmente más grande, de modo que podamos quitar subsistemas, cosas así, probarlo . Y luego, nuestras máquinas Beta estaban destinadas a ser la especificación de producción final, ¿verdad? Todo lo que el Alfa alimentó entonces. Y luego esas máquinas Beta estarán completamente reconciliadas, ¿verdad? Mencioné una modificación de una ubicación central o algo así, así que revisaremos y reconciliaremos esas máquinas Beta, las someteremos a pruebas de validación para asegurarnos de que sus especificaciones de producción coincidan, y luego estaremos bien.

Lo único que tal vez no se cubrió en lo que acabo de decir en comparación con lo que tal vez estaba buscando, que es una gran cantidad de máquinas en las que nuestros socios Beta se encuentran actualmente, lo llamamos Serie Dos Beta. Todo lo que acabo de describir antes de esto fueron las máquinas Beta de la Serie 3 que hemos estado ejecutando, pero las Beta de la Serie Dos son, en términos generales, más una pieza de equipo a escala de laboratorio, no tienen capacidad inerte, por lo que no podía estar trabajando [en] el desarrollo de aleaciones reactivas en la máquina al menos durante ese tiempo. Entonces, la mayor parte de ese trabajo ha sido en aleaciones no reactivas, cosas de esa naturaleza, con nuestros clientes. Y realmente lo que ha hecho esa máquina es que nos ha brindado una gran experiencia laboral con esos clientes para luego alimentar la Serie 3 y decir, 'bien, mira, la máquina de grado de producción que traigo al mercado debe ser capaz de este.' Esa es realmente la diferencia.

Una hora de tiempo de contacto laboral en la industria de la aviación es una conversación razonable para una parte. En automoción, eso es una broma, ¿verdad? Simplemente piensan que eso es divertido.

BB: Si observa nuestras otras modalidades hoy en día, láser y EBM tienen sus espacios de mercado donde juegan muy bien. Pero si nos fijamos en las grandes oportunidades para nosotros, ninguno de ellos juega realmente en la industria automotriz a escalas apreciables. Para nosotros, binder jet fue nuestro intento de buscar un volumen escalado a nivel automotriz y realmente comenzar a competir más cara a cara con las piezas fundidas y el tipo de puntos de precio en los que se encuentran las piezas fundidas. Entonces, si observa las tres tecnologías diferentes que ofrecemos, [tenemos], para mí, un buen diagrama de Venn de tres vías. Dependiendo de la aplicación que tenga, una tecnología será la más adecuada para imprimirla. Dependiendo de la cosa, podría ser capaz de imprimirlo en los tres, pero si puedo hacer eso, entonces tal vez el chorro de encuadernación sea una mejor opción porque es más rentable. Pero si tengo algo como una boquilla de combustible LEAP, no podré imprimir eso de ninguna otra manera además del láser. Entonces, solo depende de las características y todo. Pero [el chorro de ligante] nos ayuda a aprovechar diferentes espacios de mercado que nuestras otras modalidades no tienen.

BB: Para mí, hay tres cosas centrales diferentes que creo que son grandes diferenciadores. Uno es la química del aglutinante. Por lo tanto, hemos estado trabajando en la química de los aglutinantes antes de GE Additive en conjunto a través de nuestro Centro de Investigación Global. Nos basamos en esa experiencia y luego desarrollamos la máquina orgánicamente a partir de ahí versus inorgánica. Entonces, creo que la química de los aglutinantes es importante y nos permite imprimir y sinterizar piezas grandes y pequeñas, pero también podemos entrar en piezas más grandes. No tenemos un espesor de pared máximo conocido que no pueda obtener una buena quemadura limpia del aglomerante. Por lo tanto, tiene una buena fuerza verde, también tiene un buen quemado limpio. Entonces, buenas propiedades del material después del sinterizado donde no tengo carburos u óxidos residuales de los que preocuparme. La química del aglutinante es extremadamente importante.

Y luego solo tienes el diseño general de la máquina. Todo el sistema ha sido diseñado realmente para reducir el tiempo de contacto entre todos los diferentes pasos del proceso. Si está tratando de operar en un mercado a escala automotriz, cualquier tiempo de contacto que tenga es dinero gastado. Por lo tanto, el sistema está diseñado para automatizarse en cualquier lugar donde tenga sentido, transportar material desde el polvo MHS hasta la máquina de forma totalmente automatizada, y luego ser automatizable donde alguien como, por ejemplo, su OEM automotriz, ya tiene sus sistemas AGV o AMR que desea operar. con. Queremos asegurarnos de que puedan interactuar con ellos, pero no impulsamos una solución con la que, de lo contrario, podrían estar casados. El diseño de la máquina es extremadamente importante para entornos de alto rendimiento.

CS: En el diseño de la máquina, uno de nuestros objetivos es ciertamente minimizar el tiempo de contacto del operador, pero también minimizar la exposición al polvo. Si observa eso, desde el momento en que aparece el patrón en la fábrica hasta el momento en que esa parte sale de la fábrica, hay una exposición muy limitada o casi nula al polvo crudo, que hoy en día, en la industria, es generalmente un riesgo que todos enfrentamos. .

BB: Y también nuestro software Amp es, creo, una gran pieza del rompecabezas aquí. Con el chorro de aglutinante, obviamente, tiene toda la distorsión y la contracción a medida que avanza en la sinterización. Lo que Amp nos permite hacer es distorsionar y compensar previamente esas partes. De esa forma, mientras imprimo y luego sinterizo en función de un perfil de sinterización que recomendamos, obtendrá las tolerancias de piezas y características que busca. Esas tres cosas juntas ayudan a traer una solución robusta de construcción al mercado.

Aditivo GE

BB: Iteración en el ciclo de desarrollo. Entonces, una vez que tenga su geometría de construcción que sabe que sale bien después del sinterizado, simplemente enjuague y repita, ¿verdad? Hablamos de rendimiento, esta tecnología de máquina quiere fabricar millones de piezas al año de la misma pieza, genial. Pero también en el ciclo de desarrollo, si tengo que iterar 10, 15 veces para distorsionar previamente, si construyo mi CAD nominal, se encogerá y distorsionará, así que tengo que intentar ajustarlo y volver a intentarlo. Lo que Amp te permite hacer es reducir esas iteraciones a una o dos en lugar de 20. E idealmente, aciertas bien la primera vez, pero dependiendo de la tolerancia que tengas para acertar, puedes decir, 'está bien, necesito añade un poco más aquí. Pero te lleva el 99% del camino hasta allí, de modo que no tienes que seguir iterando una y otra y otra vez.

CS: Es muy similar si piensas en el paralelo con la industria del casting. Cuando hablas con la gente de la industria del casting, hay simulación de castings, ¿verdad? Y hablan de encogimiento, hablan de ángulos de inclinación, hablan de tasas de enfriamiento. Conversación similar, solo el casting lo ha estado haciendo durante siglos, hemos estado haciendo binder jet durante algunos años. Entonces, diferentes puntos en la curva de aprendizaje, pero tratando de acelerar realmente esa rampa hacia la producción lo más rápido posible.

BB: Y, por supuesto, el beneficio de la inyección de aglomerante sobre la fundición es la fundición, una vez que hago mi herramienta, me quedo con ella. Con Binder Jet, si lo imprimo y lo escaneo, y dicen: 'Estoy un poco fuera de lugar', lo pruebo una vez más y modifico esa cosa. Y deberías ser bueno.

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CS: Es un poco desafiante, pero creo que tal vez sea un buen ejemplo, si observa nuestra tecnología láser, tratamos de hacer que la tecnología láser sea adecuada para fabricar hardware de calidad aeronáutica. Mire nuestro stand allí y revise algunas de las piezas de muestra, tomamos piezas que hemos impreso con parámetros de calidad de grado aeronáutico y podemos acelerar esos parámetros para industrias que necesitan menor capacidad de material para reducir el costo. Por lo tanto, tenemos cierta capacidad de sintonizar con el software para pasar de una barrera muy alta para entrar en el mercado a un mercado que no se preocupa tanto por la capacidad del material o la capacidad del material a largo plazo. Entonces, tenemos algunas perillas, pero decir que es perfecto para todas las industrias, probablemente sea una exageración.

Parte de la razón por la que tenemos socios beta en este programa es que queríamos entrar en el espacio automotriz. [Pero] no teníamos mucha experiencia en ese espacio. Por lo tanto, hacer que esos socios beta sean sinceros, hablar sobre el diseño de la máquina y lo que es importante para ellos en comparación con lo que es históricamente importante para nosotros cuando se piensa en los tiempos de contacto en la industria de la aviación. Una hora de tiempo de contacto laboral en la industria de la aviación es una conversación razonable para una parte. En automoción, eso es una broma, ¿verdad? Simplemente piensan que eso es divertido.

BB: Para nosotros, realmente, es escalar esa cadena de suministro. Por lo tanto, estamos en el proceso de levantar nuestras instalaciones para tocar realmente todas las piezas de producción y fabricarlas a cualquier escala apreciable. Hay dos cosas: una es continuar a través de ese ciclo de validación para asegurarnos de que [estamos] recibiendo mucho tiempo de contacto en nuestro haber para asegurarnos de que puedo pasar por 100,000 ciclos, cosas así. También validando mis cronogramas de mantenimiento preventivo. 'Está bien, sí, esto está fallando cuando lo esperaba', este tipo de cosas. Pero también, como dije, simplemente ampliando nuestra cadena de suministro y nuestros equipos de servicio también. [Nuestros equipos de servicio], francamente, hoy en día, están formados principalmente por nuestros equipos de ingeniería, pero en el futuro, por supuesto, debemos poder estar bien vinculados con nuestra organización de servicios en general. Entonces, hoy en día, la mayoría de nuestras operaciones se basan en los EE. UU., por lo que también se está traduciendo parte de ese conocimiento a Europa y otros mercados. Entonces, hay algunas piezas diferentes del rompecabezas, pero todo está en el plan.

por Sam Davis

23 noviembre 2022

14:00