Freut euch, ihr Prozessingenieure! Eure vorgebrachten Bedenken gehen nicht umsonst. Die Qualifizierung von Additive Manufacturing (AM)-Materialien wird tatsächlich zum zentralen Fokus für die Kommerzialisierungsbemühungen im Metallmarktsegment der Branche.
Natürlich könnte man, je nach Perspektive, argumentieren, dass die Materialqualifizierung bereits seit Jahren der zentrale Fokus für die Kommerzialisierung von Metall-AM ist. Doch die scheinbar unendlichen zusätzlichen Hindernisse, die ebenfalls dem Weg zur Kommerzialisierung im Weg stehen, könnten den breiteren Markt davon abgehalten haben, der Materialqualifizierung die nötige Aufmerksamkeit zu schenken, um ausreichend Schwung zu erzeugen. Metall-AM-OEMs mussten möglicherweise zunächst das Recht erlangen, sich primär auf die Qualifizierung zu konzentrieren.
Mit anderen Worten, das ist keine über Nacht entstandene Entwicklung (Qualifizierung ist das nie), wie zum Beispiel durch die unzähligen Projektaufrufe zur Qualifizierung, die America Makes im letzten Jahrzehnt veröffentlicht hat, belegt wird. ASTRO America, die gemeinnützige Organisation, die für den US-Verteidigungssektor die etwas mysteriöse AM Forward-Initiative leitet, ist ein weiteres gutes Beispiel, zuletzt illustriert durch die Bekanntgabe der Gewinner seiner zweiten jährlichen ASTRO-InSPIRE Tech Challenge, die vom AM-Softwareanbieter Oqton gewonnen wurde.
Oqton setzte sich gegen eine Reihe von Schwergewichten durch, darunter Ansys und Autodesk, in einem Wettbewerb, die beste Lösung zur Verzerrungsvorhersage und -kompensation in PBF-Prozessen zu liefern. Teilverzerrungen entstehen durch Restspannungen, die internen Kräfte, die durch die Reihe thermischer Änderungen in Schichten entstehen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Bauprozesses erzeugt werden. Frühe Metall-AM-Skalierer, vor allem im Verteidigungssektor, betrachten dies seit langem als eines der wichtigsten verbleibenden technischen Hindernisse für die Einführung. Gleichzeitig bieten AM-Prozessspezialisten in der Softwarewelt (wie Oqton) Simulationsfunktionen und Geometrie-Kompensationswerkzeuge an, um Nutzern zu ermöglichen, potenzielle Verzerrungsprobleme bereits in der Druckvorbereitungsphase zu adressieren.
Von links nach rechts: Charles W. Rigdon, Vorsitzender von Triumph Gulf Coast, Neal Orringer, Präsident von ASTRO America, und Abgeordneter Jimmy Patronis (R-Fla.)
Wenn man etwas weiter zurücktritt, obwohl dies erst das zweite Jahr des Wettbewerbs ist, gibt es eine klare Kontinuität der Themen in ASTROs InSPIRE-Challenge, einem Wettbewerb, den die Organisation zusammen mit ihrem Partner Florida State University’s (FSU’s) Institute for Strategic Partnerships, Innovation, Research, and Education (InSPIRE) durchführt. Im letzten Jahr gewannen ADDIGURU und Additive Assurance, jeweils eine Softwareplattform und ein Hardwarehersteller für In-Situ-Monitoring (ISM), die erste jährliche technische Herausforderung zum Thema „Actionable In-Situ Awareness“. Da das Verfolgen von Kennzahlen zur Verursachung von Teilverzerrungen ein primäres Ziel für ISM-Hardware ist, scheint ASTRO dabei zu helfen, ein umfassendes Lösungspaket zu bauen, das Metall-AM-Nutzern ermöglicht, Verzerrungen zu verhindern, bevor sie auftreten.
Letztlich trägt all dies dazu bei, die Materialqualifizierung günstiger zu machen, indem an einem standardisierten Werkzeugset gearbeitet wird, das idealerweise den Großteil des physischen Trial-and-Error-Aufwands eliminiert, der einen erheblichen Teil der Ressourcenbelastung bei Qualifizierungsbemühungen ausmacht. Das erscheint als ein legitimer Bereich für firmenübergreifende Zusammenarbeit (der AM-Forward-Ansatz), und ich mag zudem, dass ASTRO die relevanten Unternehmen dazu zwingt, um das Geschäft der AM-Forward-Mitglieder zu konkurrieren.
Interessanterweise scheinen sich die Wettbewerbsbedingungen im Metall-AM-Markt um die Qualifizierungsfähigkeit zu organisieren, was nicht nur an diesem Beispiel, sondern an vielen anderen jüngsten Ankündigungen, einschließlich The Barnes Global Advisors’ (TBGA) Vertrag von BPMI, ersichtlich ist. Die Branche hatte es nicht leicht, diesen Punkt zu erreichen, doch es ist dennoch der richtige Punkt, den sie erreicht hat.
Die Branche muss sich nicht länger zwingen, sich um die Materialqualifizierung zu kümmern, weil die Katalysatoren, die AM-Unternehmen in diese Richtung getrieben haben, jetzt von selbst erklärend sind: Welcher Teil der Branche auch immer Sie vertreten, wenn Sie im großen Stil konkurrieren wollen, müssen Sie nachweisen, dass Sie der Herausforderung gewachsen sind, konsequent qualifizierte Bauteile zu produzieren. Als Nächstes würde ich gerne sehen, dass all dies mit Initiativen zur Fachkräftentwicklung kombiniert wird. Das Rennen um die Vorherrschaft im Metall-AM wird von dem entscheiden, der es schafft, eine Kombination aus Materialqualifizierung und Fachkräftentwicklung zu einer kostengünstigeren Teilproduktion zu entwickeln.
Beitragsbild: Das Oqton-Team mit Führungskräften von ASTRO. Alle anderen Bilder mit freundlicher Genehmigung von ASTRO America