Инженерам в 2020 г. потребуется изучать механику 3D-печати
Новая волна конструкторских возможностей позволит создавать ранее невообразимые сложные формы, а также прочные прототипы и конечные производственные детали.
Одним из наиболее важных аспектов 3D-печати является возможность создавать объекты, которые часто не могут быть изготовлены с использованием любой другой существующей технологии. На фундаментальном уровне 3D-печать или аддитивное производство могут консолидировать детали в одной сборке. Одним из известных примеров является турбовинтовой двигатель GE Catalyst, где 3D-печать позволила объединить 855 деталей в 12 сборок, снизить вес и упростить цепочку поставок в процессе. На более высоком уровне технология позволяет создавать "ранее невообразимые сложные формы", отметил Пол Беннинг, главный технолог HP Printing & Digital Manufacturing. Это создает беспрецедентные возможности для проектирования, но чтобы в полной мере воспользоваться ими, инженеры-конструкторы должны переосмыслить свой мыслительный процесс. “У вас есть мир дизайнеров, которые прошли обучение и выросли с существующими технологиями, такими как литье под давлением. Из-за этого люди непреднамеренно смещают свой дизайн в сторону устаревших процессов и от таких технологий, как 3D-печать”, — сказал Беннинг.
По некоторым оценкам, более половины производственных работников будут нуждаться в переподготовке, поскольку 3D-печать и технологии, связанные с Индустрией 4.0, войдут в их рабочее пространство. ”Эти усилия требуют сотрудничества между промышленностью, академическими кругами и правительством для обеспечения того, чтобы будущие инженеры-конструкторы были готовы к четвертой рабочей силе промышленной революции", — сказал Беннинг PlasticsToday. Кроме того, произойдет сдвиг в существующих ролях, добавил он. "В роли инженеров будут введены новые элементы процесса проектирования — им нужно будет изучить механику 3D-печати, чтобы стать экспертами в процессах поддержки операционных функций во время производства. Также будут созданы новые роли, такие как обратные 3D-инженеры, для случаев, когда 3D-печать используется для создания запасных частей для элементов, которые не имеют цифрового эквивалента”, — сказал Беннинг.
Краткий список того, что инженеры-конструкторы должны знать о 3D-печати, по словам Беннинга, включает в себя:
Новая волна конструкторских возможностей позволит создавать ранее невообразимые сложные формы, а также прочные прототипы и конечные производственные детали.
Мышление за пределами снижения затрат и оптимизации скорости для существующих продуктов. "Истинный потенциал 3D-печати реализуется, когда инженеры могут интегрировать физику, программное обеспечение, материалы и творческое мышление вокруг 3D-печати для разработки продуктов, которые не могут быть изготовлены сегодня”, — сказал Беннинг.
В приложениях быстрого прототипирования понимание того, что 3D-печать обеспечивает физическую реализацию первоначальных идей в процессе с низким уровнем риска. "По сути, вы можете "потерпеть неудачу быстрее", используя эту технологию", — сказал Беннинг. "Изменения дизайна проще, а циклы обучения быстрее, поэтому вы можете использовать это дополнительное время для создания лучших продуктов.”
Обучение начинающих инженеров-конструкторов и переподготовка сотрудников для эффективной работы в этой новой среде требует "целостного" подхода, который включает в себя цепочку поставок, промышленное машиностроение, материаловедение и производство, по словам Беннинга. Был создан ряд учебных программ, которые прививают навыки, необходимые для перехода “от старого мышления и использования новых, творческих идей."Одна из таких программ, цитируемая Беннингом, была разработана в Университете штата Орегон (OSU).
Студенты и преподаватели OSU работают с HP, чтобы помочь перевести фундаментальные исследования в технологии и материалы, объяснил Беннинг. "Например, студенты Орегонского государственного университета используют 3D-печать для проектирования и сборки автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, электрических и беспилотных. Этот проект, осуществляемый в сотрудничестве с Университетом Пенсильвании и Университетом Клемсона, позволит передать одну десятую часть автономных автомобилей в руки исследователей по всей стране.” А в колледже Клемсона по инженерным, вычислительным и прикладным наукам использование 3D-принтеров HP Jet Fusion серии 300/500 позволяет студентам видеть и касаться продуктов, которые они разработали, и физически тестировать их. Именно этот тип практического опыта "научит выпускников думать в 3D, повторять проекты и создавать будущие идеи с использованием аддитивного производства", подчеркнул Беннинг.
Другие университеты должны следовать этим примерам и” создавать программы, которые поощряют творческие, новые способы мышления и проектирования", сказал Беннинг. От этого зависит будущее современного производства.
