Boeing dostrzega rosnącą wartość w technologii selektywnego spiekania laserowego (SLS)
„Jeśli zliczyłbym wszystkie koszty narzędzi, których udało się uniknąć, wszystkie poprawki, których nie musieliśmy wprowadzać, etapy postprocesingu, które wyeliminowaliśmy, wszystkie wyprodukowane części oraz godziny pracy, które zaoszczędziliśmy dzięki wykorzystaniu systemu SLS do tworzenia prototypów i części, mogę śmiało powiedzieć, że oszczędności pokryły koszt zakupu tego systemu – a być może nawet kolejnej maszyny” – mówi Jerry Clark, kierownik działu projektowania konfiguracji pojazdów powietrznych, integracji i szybkiego rozwoju w The Boeing Company w Mesa.
W ciągu pięciu miesięcy dział Clarka wyprodukował ponad 400 części przy użyciu systemu SLS. Większość z nich została wykonana z materiału DuraForm Polyamide (PA). Materiał ten zaspokaja wiele potrzeb Boeing w zakresie prototypowania i bezpośredniej produkcji w Mesa, gdzie firma projektuje, testuje i produkuje różne pojazdy powietrzne, w tym śmigłowiec AH-64D Apache Longbow.
Dlaczego system SLS stał się „wysokim priorytetem”
„Szukaliśmy sposobów na potencjalne skrócenie cykli produkcyjnych, szybsze tworzenie narzędzi, a w niektórych przypadkach całkowite wyeliminowanie potrzeby użycia narzędzi i innych etapów postprocesingu. Ponadto dostrzegliśmy obszary, w których system SLS mógłby pomóc nam w badaniach” – mówi Clark. „To właśnie skłoniło nas do zakupu własnego systemu. Zobaczyliśmy w tym szansę na znaczące skrócenie czasu realizacji”. Clark dodaje: „Wybraliśmy maszynę SLS ze względu na jej elastyczność, różnorodność materiałów, z których może korzystać, potencjał do zastosowań badawczych oraz rosnące możliwości związane z metalami”.
Wiele części DuraForm, które Boeing wytwarza na systemie SLS w Mesa, trafia bezpośrednio do prototypów statków powietrznych, pojazdów i makiet. Clark podkreśla, że „DuraForm sprawdza się w przypadkach, gdy musimy tworzyć funkcjonalne części dla struktur pomocniczych, takich jak przewody, owiewki oraz inne elementy i części nieprzenoszące obciążeń”. Boeing bada również możliwości wykorzystania DuraForm do produkcji komponentów przenoszących obciążenia.
Te części są zazwyczaj poddawane różnorodnym testom, w tym pomiarom wytrzymałości na rozciąganie, odporności na wysoką temperaturę, zmęczenia materiału, spójności materiałowej, a także odporności na wilgoć i różne grzyby. Dobór testów zależy od zastosowania części, warunków, na jakie mogą być narażone, zagrożeń, które mogą je spotkać, kontaktu z ludźmi oraz wielu innych czynników.
Minimalizacja ryzyka błędów ludzkich
Możliwość tworzenia prototypów części z DuraForm bezpośrednio na systemie SLS w Boeing zminimalizowała lub wyeliminowała długie i często żmudne procesy związane z tworzeniem rysunków części, opracowywaniem narzędzi prototypowych, produkcją części prototypowych i wykonywaniem kolejnych etapów obróbki. Dzięki temu Boeing oszczędza czas, redukuje koszty i zmniejsza ryzyko wystąpienia błędów ludzkich, które mogą pojawić się na różnych etapach rozwoju.
„Proces tworzenia narzędzi prototypowych i części, które później okazują się niepasujące lub niesprawne, bywał dość bolesny. W przeciwieństwie do tego, dzięki naszemu systemowi SLS często przechodzimy bezpośrednio od danych komputerowych do prototypu i jego instalacji na statku powietrznym. To kolejny rodzaj systemu bezpapierowego. Jeśli obraz jest wart tysiąca słów, to fizyczny model 3D jest wart dziesięciu tysięcy słów” – mówi Clark.
Cyfrowa produkcja w małych ilościach
Boeing Mesa bada również możliwości wykorzystania części z DuraForm do realizacji zamówień na ograniczone ilości produkcyjne. To rozwiązanie ma ogromny potencjał w firmie Boeing.
„Naszym głównym klientem jest armia Stanów Zjednoczonych, ale sprzedajemy także zagranicznym siłom zbrojnym” – wyjaśnia Clark. „Zagraniczni klienci mogą chcieć tego samego statku powietrznego lub pojazdu, co armia amerykańska, ale mogą mieć szczególne wymagania i prośby dotyczące dostosowania lub zmian.”
Na przykład klienci mogą chcieć dodać własny sprzęt awioniczny do pojazdu. „W takim przypadku możemy potrzebować innej konfiguracji systemu chłodzenia i powiązanego układu przewodów” – mówi Clark.
„Jeśli nasi klienci kupują 40 lub 50 statków powietrznych rocznie, a Boeing musi wykonać tylko trzy lub cztery kanały chłodzenia na każdy z nich, nie ma sensu inwestować czasu ani pieniędzy w produkcję kosztownych narzędzi i realizację wieloetapowego procesu formowania” – dodaje Clark. „Tutaj możemy wytwarzać potrzebne części DuraForm bezpośrednio na naszym systemie SLS. Jeśli później popyt na części wzrośnie, możemy przystąpić do produkcji narzędzi, budując je również za pomocą naszego systemu SLS.”
Szybka personalizacja i produkcja
Clark podkreśla: „Kluczową zaletą jest możliwość szybkiej personalizacji bazowego projektu i wytwarzania części zgodnie z potrzebami klienta, bez konieczności dodawania znacznych nakładów czasu lub kosztów na tworzenie narzędzi.”
Boeing wykorzystuje części i prototypy DuraForm do długiej i stale rosnącej listy zastosowań, takich jak: tworzenie próbek wizualizacyjnych dla dostawców, przedstawianie ofert cenowych, produkcja próbek istniejących części, których nie można wytworzyć w żaden inny sposób niż przez rozebranie złożonych zespołów, przeprowadzanie wewnętrznych przeglądów projektowych i technicznych z udziałem wyższego kierownictwa, oceny wydajności (z próbkami części dostarczonymi klientom) oraz produkcja modeli skalowych do testów.
„Kolejną korzyścią, którą dostrzegamy, jest poprawa komunikacji z naszymi dostawcami, członkami zespołu oraz współpracownikami” – mówi Clark.
„Jest to szczególnie widoczne, gdy personel techniczny wyjaśnia szczegóły dotyczące części osobom nietechnicznym” – dodaje Clark. „Kiedy ludzie lepiej się rozumieją i komunikują, projekty przebiegają znacznie sprawniej.”
„Jednym z największych wyzwań jest uświadomienie naszym pracownikom, że system SLS to nie tylko maszyna do tworzenia ładnych modeli” – mówi Clark. „Oczywiście można ją do tego wykorzystać, ale obecnie używamy jej do produkcji rzeczywistych części, funkcjonalnych elementów, szybkiego prototypowania, szybkiego rozwoju narzędzi i szybkiej produkcji.”
Clark podsumowuje: „Chcemy, aby więcej osób w naszej korporacji wiedziało o tym, rozumiało potencjalne zastosowania i możliwości wykorzystania systemu.”
