Entrevista con el experto:Robert Yancey de Autodesk sobre fabricación aditiva, diseño generativo e industria 4.0

Desde el diseño hasta la gestión del flujo de trabajo, el software juega un papel cada vez más crítico en la fabricación aditiva. Autodesk, uno de los actores líderes en el panorama del software, es una corporación de miles de millones de dólares que desarrolla software para una amplia gama de industrias, incluidas la fabricación y la construcción.

Tuvimos la suerte de poder hablar con Robert Yancey, Director de Estrategia y Desarrollo Comercial de la Industria de Fabricación y Producción en Autodesk. Con más de 25 años de experiencia en la fabricación aditiva, Yancey ahora es responsable de supervisar la estrategia comercial e industrial de las soluciones de fabricación de Autodesk, incluidas las tecnologías híbridas y sustractivas, además de la fabricación aditiva.

Hoy, discutimos las formas en que Autodesk está ayudando a acelerar la adopción de la fabricación aditiva, por qué el diseño generativo es tan importante y cómo la industria puede pasar de la creación rápida de prototipos a la producción.

Con la amplia experiencia que ha tenido en la fabricación aditiva, ¿cómo ha visto evolucionar la industria a lo largo de los años?

Una de las principales cosas que ha sucedido en los últimos años es la idea de que la fabricación aditiva puede ir más allá de la creación de prototipos.

Hay aplicaciones en medicina y odontología en las que este es el caso desde hace algún tiempo. Pero fuera de la industria médica, lo que está empezando a ver es gente que mira la tecnología y se da cuenta de que en realidad pueden fabricar piezas o producir cantidades de bajo volumen donde realmente no se puede hacer de otra manera.

Con la reducción de costos y la mejora de la velocidad, el uso de aditivos para la producción es ahora una posibilidad mayor. Por supuesto, todavía hay muchos obstáculos y desafíos que superar para hacer eso una realidad. Pero tratamos con muchas empresas que están estudiando cómo pueden utilizar aditivos para aplicaciones de producción.

Profundicemos en las ofertas de productos de Autodesk, comenzando con Netfabb. ¿Cómo ayuda Autodesk Netfabb a promover el uso de la fabricación aditiva?

Netfabb es un software de preparación de impresión. Con él podemos trabajar con archivos STL y generar estructuras de soporte. Esa tecnología existe desde hace algún tiempo, por lo que nos centramos en hacer que los flujos de trabajo sean más eficientes.

Dicho esto, tenemos algunas capacidades adicionales dentro de Netfabb que brindan beneficios únicos. Por ejemplo, tenemos algunas tecnologías avanzadas de ruta de herramientas. Las empresas que lo utilizan han visto mejoras de velocidad bastante significativas para sus procesos.

Para los aditivos metálicos, también tenemos una capacidad de simulación que nos permite simular la tecnología de fusión en lecho de polvo. Esto significa que podemos buscar factores como tensión residual, distorsión e interferencia de la hoja del repintador. Puede hacer todo eso virtualmente antes de comprometerse realmente con la compilación.

Más recientemente, hemos estado aplicando esa tecnología a los flujos de trabajo híbridos. Aquí, normalmente se trata de un caso en el que el metal se deposita utilizando algo como un proceso de arco de alambre y luego se desarrollan las capacidades de mecanizado para poder terminar la pieza después de esa deposición, y también realizar una simulación durante ese proceso de deposición de energía dirigida.

¿Qué tan extendida diría que está actualmente la fabricación híbrida?

La fabricación de híbridos es todavía bastante nueva, aunque hay mucho interés en el mercado.

Actualmente, solo hay un puñado de clientes que utilizan por completo la fabricación híbrida. Sin embargo, en las ferias comerciales, estamos comenzando a ver muchos más proveedores de máquinas híbridas para aplicaciones dentro de industrias como la industria del petróleo y el gas o para piezas más grandes que las tecnologías de fusión de lecho de polvo no pueden admitir.

El diseño generativo es una parte clara de la estrategia de Autodesk. ¿Cómo cumple Fusion360 la visión de diseño generativo de Autodesk?

Una cosa que distingue al diseño generativo de Autodesk de otros que ofrecen soluciones de diseño generativo es que no le ofrecemos una sola solución optimizada. Le ofrecemos una gama de soluciones que satisfacen sus requisitos y luego las herramientas que le permitirán navegar fácilmente por esas soluciones.

Personalmente, creo que la industria, en general, ha estado posicionando el diseño generativo como una herramienta liviana. Es particularmente adecuado para la fabricación aditiva porque presenta diseños que a menudo son difíciles de fabricar de manera eficiente de otra manera.

Pero en Autodesk, realmente estamos considerando el diseño generativo como una tecnología de exploración de diseño que le permite explorar tanto la función de ingeniería como el valor comercial.

Hemos comenzado a introducir técnicas de fabricación muy comunes, como poder utilizar generativo para el mecanizado de dos o tres ejes. Verás más de eso a lo largo del año. Por lo tanto, el diseño generativo se vuelve aplicable a las personas que fabrican hoy en día utilizando métodos de fabricación tradicionales.

La otra cosa en la que estamos trabajando es en poder incluir más compensaciones comerciales:por ejemplo, poder ver las compensaciones de costo, cronograma o material durante el diseño. proceso.

A medida que comencemos a incorporar negocios como el casting en el flujo de trabajo, las personas podrán hacer concesiones simultáneas entre el desempeño de ingeniería y el valor comercial.

Una cosa de la que se habla a menudo es la necesidad de un nuevo enfoque de diseño para la fabricación aditiva. ¿Qué piensas sobre esto?

Sí, definitivamente es una brecha importante. Recientemente estuve en un consorcio organizado por el MIT, donde se dedicó un día entero al tema mismo del diseño para aditivos.

Escuchamos de muchos de nuestros clientes que están trabajando con flujos de trabajo muy inconexos. Realizan el proceso de diseño en una herramienta CAD, luego lo traducen a un archivo STL y lo importan a un procesador de compilación, como Netfabb. A partir de ahí, se envía a la máquina y la máquina recopila datos sobre eso.

Entonces terminas con estos silos de datos que no están bien conectados.

Esa es realmente la visión y la intención de Fusion 360:crear un entorno único que le permita pasar del concepto a la impresión y poder tener todos los datos en el contexto correcto y en el lugar correcto. formato, presentado al individuo de la manera correcta.

Hay varias personas involucradas en el flujo de trabajo de fabricación aditiva, y todas necesitan datos diferentes y, a menudo, necesitan un formato diferente. La visión de Fusion360 es realmente reunir todo eso con los datos en el centro para poder crear este flujo de trabajo de un extremo a otro.

También estamos interesados ​​en trabajar con otros proveedores de tecnología dentro del ecosistema aditivo, como el software de administración de flujo de trabajo, para poder asociarnos con personas que brindan otras tecnologías para que los usuarios puedan obtener su trabajo hecho de manera conveniente y eficiente.

Hablando de asociaciones y colaboraciones, Autodesk ha anunciado bastantes, siendo HP y GE Additive algunas de las más recientes. ¿Cuál es el enfoque de Autodesk para las asociaciones y cómo ve el papel de la colaboración de manera más amplia dentro de la industria?

Bueno, el espacio aditivo sigue siendo una industria relativamente pequeña. Creo que la gente está reconociendo que para poder crecer, tendrá que colaborar con otros proveedores de tecnología dentro del espacio.

Eso es definitivamente lo que los clientes están pidiendo. Se están cansando de estos flujos de trabajo inconexos y de los datos que existen en silos en sus operaciones y no pueden reunirlos todos.

Nos embarcamos en un diálogo con GE Additive y con HP durante los últimos 18 años. meses. Nos estaban expresando una opinión similar de que una de las cosas que ven al limitar su capacidad para vender más máquinas y más materiales es este flujo de trabajo desarticulado.

Querían trabajar con nosotros para poder establecer un flujo de trabajo más consistente para sus máquinas.

Dado que son dos de los nombres más importantes de la industria en este momento, decidimos que serían buenos socios con los que trabajar para ayudar a resolver este problema. Pero nuestra intención es que podamos proporcionar una plataforma que permita que cualquier proveedor de máquinas pueda crear un flujo de trabajo con Fusion 360 y proveedores de tecnología externos.

¿Existen otras asociaciones de las que pueda hablar?

Recientemente anunciamos una asociación con Farsoon y Arkema en TCT Asia.

Eso es interesante porque Arkema es el proveedor de materiales, Farsoon es el proveedor de máquinas y nosotros somos el proveedor de software.

Por tanto, no se trata solo del material, la máquina o el diseño; se trata realmente de los tres:el proceso, el material y el diseño. Los tres deben trabajar juntos para poder producir los mejores resultados para las personas que utilizan la fabricación aditiva.

Anteriormente, aludió al cambio en curso en la fabricación aditiva de la creación rápida de prototipos a la producción. ¿Cuáles son los factores clave necesarios para garantizar que esto suceda?

Eso depende un poco de la industria.

Para industrias muy reguladas como la médica y la aeroespacial, siempre existe la pregunta de cómo certifican las piezas. El hecho de que tenga que certificar el diseño, los materiales y el proceso en realidad no es muy diferente a cualquier otra tecnología de fabricación.

Sin embargo, con aditivo, los procesos son diferentes y los materiales pueden ser diferentes, por lo que debe pasar por ese proceso para poder obtener la certificación. Esa es una de las cosas que deben suceder para entrar en producción.

Luego, también hay menos familiaridad con la tecnología en general. Las empresas ven la oportunidad de la fabricación aditiva, pero a menudo no tienen la experiencia suficiente con la tecnología para comprender realmente cómo pasar rápidamente a la producción. Hay algunas empresas que se están moviendo con bastante rapidez y otras que apenas se están metiendo en eso.

Una de las cosas que encontramos es que muchos clientes vienen a nosotros y simplemente quieren capacitación general. Quieren ayuda para comprender dónde están las oportunidades y los obstáculos para la fabricación aditiva, para comprender mejor el proceso y los materiales necesarios y cómo todos estos factores pueden influir en el diseño para que puedan comenzar a explorar cómo pueden usar esta tecnología para la producción.

El costo también sigue siendo una barrera en muchos casos. Combine eso con la falta de conocimiento en términos de cómo usar y diseñar la tecnología y cómo hacer un caso comercial en el que el aditivo realmente tiene sentido para el negocio, y yo diría que todavía hay bastantes factores limitantes.

¿Esta necesidad de más formación ha afectado al contenido de la conferencia de usuarios de Autodesk University?

Bueno, Autodesk University es nuestra conferencia de usuarios que hemos tenido durante varios años y es realmente una conferencia dirigida por los usuarios. Nuestros clientes en realidad imparten muchas clases y brindan gran parte del contenido.

Existe un proceso para poder determinar qué sesiones se incluyen en la agenda general. Y sí, hemos visto un creciente interés en los aditivos en Autodesk University. Si lo rastrea, verá que hay más clases y contenido adicional en Autodesk University.

También buscamos asociarnos con consultores en el área y universidades. Hace poco estuve en el MIT, con quien nos hemos asociado, y han estado desarrollando mucho currículo educativo que se enfoca en el profesional que trabaja, no en los estudiantes universitarios.

Presentaron su curso este año y han tenido una respuesta tremenda. Estamos trabajando con ellos para poder brindar ese tipo de contenido de capacitación y poder brindar tecnología de Autodesk para ayudar con el desarrollo del contenido de capacitación.

Realmente estamos buscando proveedores externos para poder realizar gran parte de la capacitación y enfocarnos en desarrollar la mejor experiencia de software para nuestros clientes y para aquellos que están siendo capacitados.

Sobre el desafío de presentar un caso comercial para AM:¿cómo puede una empresa que es nueva en la tecnología comenzar a elaborar una estrategia para la adopción? ¿Cuáles son algunos de los factores que deben tenerse en cuenta?

Desde mi punto de vista, muchas empresas cuando comienzan a involucrarse en aditivos, comienzan a producir piezas que han sido diseñadas utilizando sus procesos tradicionales. Pueden imprimirlo y es genial tener una pieza impresa en 3D en la mano y poder lucirla.

Pero donde se desmorona es cuando se trata de encontrar el caso comercial. Si una pieza se diseñó para fundición o mecanizado, a menudo esas tecnologías serán aún más rentables, especialmente en volúmenes de moderados a mayores.

Parte de la educación que debe suceder y que se alinea con el caso de negocios es cómo podemos proporcionar valor a la parte o el componente o el sistema donde el aditivo es en realidad la única forma en que podemos proporcionar ese valor adicional. .

Observa algunos de los estudios de casos famosos que existen, como la boquilla de combustible de salto de GE, y tuvimos un estudio de caso con HP con Penumbra. Esas son cosas en las que realmente está diseñando una pieza para aditivo desde el principio. Con eso, realmente está logrando un valor de rendimiento.

Por lo tanto, es realmente capaz de diseñar la pieza con una hoja de papel en blanco. Obviamente, debe comprender bien la tecnología para poder hacer eso y las herramientas de software deben poder admitir eso. Eso es mucho en lo que estamos enfocados.

¿Ve alguna oportunidad clave para AM en industrias o aplicaciones específicas?

Por supuesto, la medicina y la industria aeroespacial son ahora los dos mercados más grandes. Pero si nos fijamos en el mercado principal de Autodesk, que es el diseño y la fabricación, la oportunidad clave está en la maquinaria industrial:talleres de máquinas e instalaciones de fabricación pequeñas y medianas.

Lo que nos interesa es que, en realidad, estamos viendo bastante interés en esa industria. Son mucho más conscientes de dónde pueden cobrar tarifas más altas por las piezas en esas industrias que en las industrias aeroespacial o médica.

La impresión 3D para productos de consumo también está comenzando a recibir cada vez más atención.

Cuando se trata de flujos de trabajo híbridos, otra área en la que estamos viendo interés es el uso de tecnología aditiva para herramientas. Eso ha sido enorme. Las plantillas y los accesorios se han utilizado con la tecnología durante mucho tiempo, y ha habido algunas aplicaciones limitadas para plaquitas de herramientas.

Pero estamos viendo un poco más de interés en la idea de que se pueden crear prototipos. y cree herramientas más rápido usando aditivos, así como también haga más iteraciones. Es posible que, con el tiempo, sigan recurriendo a una herramienta de corte tradicional, pero el aditivo puede aportar mucho valor a lo largo del proceso.

Luego, hay aplicaciones en las que solo necesita unos pocos cientos o unos pocos miles, donde las herramientas aditivas son una forma más rentable de poder entregar eso.

¿Qué pasa con los aditivos para la industria de la construcción? Es uno que ha sido bastante lento en términos de adopción de la tecnología y, sin embargo, parece haber mucho potencial.

Las aplicaciones de aditivos dentro de la industria de la construcción definitivamente están en el radar de Autodesk y estamos monitoreando de cerca. Estamos muy bien posicionados para hacer eso, ya que la construcción es un mercado clave al que nos dirigimos.

Creo que todos hemos visto los videos de robots que imprimen concreto, pero va más allá de poder crear Nodos personalizados para nuevos diseños de edificios. La industria de la construcción busca orientación en la industria manufacturera en términos de cómo crear procesos de construcción más eficientes y poder aprovechar parte de la tecnología que la industria manufacturera ha utilizado.

La tasa actual de adopción es todavía muy pronto. Pero diría que hay bastante interés en la industria y hay algunas empresas que han desarrollado tecnologías de impresión 3D para la construcción. Es un área que llamamos construcción industrializada, que realmente hace que la construcción se parezca más a una fábrica de manufactura para que puedan obtener la eficiencia de eso.

Así como vemos a los aditivos como una de las herramientas en la caja de herramientas para la fabricación, los aditivos serán una de las tecnologías en la caja de herramientas para la industria de la construcción.

En términos del rol de AM dentro del ecosistema de fabricación más amplio, ¿lo ve más como una herramienta complementaria a los métodos de fabricación tradicionales?

El aditivo no sustituirá a la fabricación tradicional. Pero tendrá un papel a medida que la adopción continúe creciendo. Entonces sí, puede complementar. Para ciertas aplicaciones, podría reemplazar la fabricación tradicional.

Pero consideramos que los aditivos son simplemente otra tecnología de fabricación que ahora está disponible para nuestros usuarios, que están tratando de descubrir cómo pasar de un diseño a la fabricación y luego al mercado, mientras lo hacen con el mayor costo posible. de manera eficiente y elaborando productos de la mejor calidad para sus clientes.

Industria 4.0 es un término que escuchamos bastante. ¿Cuál es la visión de Autodesk de la Industria 4.0?

Industria 4.0, gemelos digitales ... escuchamos mucho estos términos.

Es interesante porque hemos recibido comentarios de algunos de nuestros clientes que dicen que la Industria 4.0 es todo exageración y que no realmente se aplican a ellos. Pero luego tenemos otros clientes que realmente están obteniendo un buen valor al poder utilizar más inteligencia artificial, aprendizaje automático y análisis de datos en su flujo de trabajo general.

Nuestra opinión es que para poder realmente Para llegar a la visión de la Industria 4.0, un primer paso importante es conectar mejor el flujo de trabajo de diseño y fabricación.

Esa es realmente la promesa de Fusion 360. Tenemos un gran flujo de trabajo diseñado para una pieza mecanizada dentro de Fusion. Comenzará a ver que ese flujo de trabajo para aditivos emergerá este año. Realmente está conectando los datos entre el diseño y la fabricación.

Obviamente, existen conexiones con los procesos posteriores como el control de calidad y la inspección, la cadena de suministro y la logística, etc. Pero si no conectamos los datos de diseño y fabricación, la visión de la Industria 4.0 nunca se hará realidad. Así que eso es realmente en lo que nos estamos enfocando en este momento:conectar ese diseño con el flujo de trabajo de fabricación.

Cuando se trata de administrar realmente el lado de la producción del flujo de trabajo de fabricación aditiva, ¿diría que actualmente hay una brecha en este proceso? ¿Podría explicar más sobre cómo ve que se establece esa conexión, especialmente con los datos?

Es una brecha importante que vemos en la industria manufacturera. Solo en un punto de datos, tenemos muchos clientes que utilizan nuestra tecnología de mecanizado para crear moldes de inyección. También realizamos la simulación de moldeo por inyección. Así que estamos muy bien conectados con el mercado del moldeo por inyección.

Estoy encuestando el número de nuestros clientes de mecanizado para decir qué porcentaje de los diseños reciben de sus clientes que están listos para cortar una herramienta. Su respuesta es siempre la misma. En la mayoría de los casos, dicen que eso nunca ha sucedido.

Lo que caracterizo es que cuando los diseñadores a menudo no están bien versados ​​en todas las complejidades de su proceso de fabricación, no son diseñar con suficiente conocimiento del proceso de fabricación. Cuando terminan con el diseño, lo entregan a la operación de fabricación.

El siguiente paso es lo que describo como “entonces comienza el baile”:el baile entre el diseño y la fabricación, el ir y venir, para poder obtener algo que cumpla con los requisitos de diseño y se pueda fabricar. en el tiempo y horario requeridos para el producto.

Mucho de lo que estamos tratando de hacer es poder cerrar esa brecha. Queremos poder proporcionar a los diseñadores más información sobre los efectos de sus decisiones de diseño en la operación de fabricación.

También debe ir en sentido contrario. Por lo tanto, un ingeniero de fabricación podría buscar algunas oportunidades para ahorrar tiempo o costos en la operación de fabricación que requerirían un cambio de diseño. No tienen visibilidad para el diseñador para saber si hacen ese cambio, si violará alguno de los requisitos de ingeniería de la pieza.

Realmente estamos tratando de cerrar esa brecha y poder brindar información a los profesionales que trabajan a lo largo del proceso de desarrollo de productos para poder tener los datos que necesitan en el contexto en el que los necesitan para poder tomar mejores decisiones.

¿Existe alguna tendencia dentro de la fabricación aditiva que le entusiasme?

Es una industria en rápido movimiento. Así que siempre hay nuevas empresas y tecnologías que están disponibles. Algunas de las tendencias que estoy viendo y que me interesan especialmente son los plásticos reforzados. La tecnología de composites se abre camino.

Hay varias empresas que están desarrollando procesos interesantes para compuestos, que le brindan piezas más rígidas, piezas más personalizadas y piezas que no podría fabricar de otra manera.

La tecnología híbrida es otra tendencia emergente que es bastante interesante. Ofrece la ventaja de poder utilizar procesos realmente tradicionales como los procesos de soldadura y poder aplicarlos de una manera en la que se pueden obtener componentes de alto valor a un costo menor y con más flexibilidad de diseño.

Creo que seguiremos viendo que los costos disminuyen y mejoran la velocidad de estos procesos. Creo que eso es lo que está impulsando a la gente a pensar en usar aditivos para aplicaciones de producción donde solo necesitan mil piezas para poder sacar un producto al mercado.

Por otro lado, si hubiera tres cosas que la industria necesita para acelerar ese proceso, ¿cuáles serían?

El primero es la educación.

El segundo son los procesos de certificación. He mencionado industrias aeroespacial y médica, que tienen procesos de certificación específicos, pero todavía están luchando para hacer esto para aditivos.

El tercero, creo, es el diseño para capacidad aditiva. Lo que complica aún más las cosas es el hecho de que los requisitos de diseño para diferentes industrias son diferentes. ¿Cómo se imparte una clase general sobre diseño de aditivos con eso en mente?

También existe una limitación del sistema en las herramientas. Si observa la transferencia entre una herramienta CAD y una herramienta de preparación de impresión, el problema es que la herramienta CAD solo genera un archivo STL y trabaja con eso. Si necesita modificar algunas cosas, debe volver a la herramienta CAD, volver a generar el archivo STL y luego trabajar en las modificaciones. Ese no es un proceso muy eficiente.

Por otro lado, poder tener la capacidad de realizar cambios y ver rápidamente el impacto en el proceso de impresión, los materiales que utiliza, dentro del entorno CAD permite muchas más iteraciones y resultados en un proceso más eficiente.

También es parte de lo que estamos tratando de lograr con el diseño generativo. El diseño generativo define la ingeniería y el problema comercial que desea resolver, todas las variables que tiene y luego permite que la herramienta produzca cientos de opciones de diseño viables. A continuación, puede clasificarlos rápidamente y determinar cuáles son los más interesantes para realizar más análisis.

Por último, ¿cómo será 2019 para Autodesk?

Comenzará a ver aparecer flujos de trabajo aditivos en Fusion 360.

Continuaremos las asociaciones que ya hemos establecido para crear flujos de trabajo muy fluidos y eficientes para los clientes de esas máquinas.

También seguiremos estando al tanto de algunas de las nuevas tecnologías como los compuestos o la fabricación híbrida que están apareciendo en escena y entenderemos cuáles son los casos de uso y las aplicaciones para esas tecnologías y dónde convergen con nuestras base de clientes.

En última instancia, estamos redoblando nuestros esfuerzos para llevar la fabricación aditiva a las masas.

Para obtener más información sobre las soluciones de Autodesk, visite: https://www.autodesk.com

Acerca de Robert Yancey, PhD

En Autodesk, el Dr. Yancey define la estrategia comercial e industrial para la fabricación de soluciones de producción, incluido el mecanizado sustractivo, la impresión / fabricación aditiva, la tecnología híbrida y de compuestos. Es un líder reconocido en diseño generativo y fabricación, simulación avanzada, diseño estructural aeroespacial y compuestos avanzados. Tiene títulos de MIT, Virginia Tech y la Universidad de Dayton en Ingeniería Aeroespacial y de Materiales.