Entrevista experta:Estados Unidos asume como director ejecutivo, John Wilczynski, sobre cómo está impulsando los avances en la impresión 3D

America Makes es el acelerador nacional de Estados Unidos para la fabricación aditiva (AM), que lidera el camino a la hora de impulsar la I + D (Investigación y Desarrollo), la comercialización y la adopción de tecnologías AM. Desde su fundación en 2012, el instituto ha ejecutado 88 proyectos de I + D AM y ha pasado de 65 organizaciones fundadoras a más de 225.

En la entrevista de expertos de esta semana, hablamos con el director ejecutivo de America Makes, John Wilczynski, para obtener más información sobre su reciente acuerdo de cooperación de 322 millones de dólares con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU., el estado de los estándares de impresión 3D. y la importancia de desarrollar la fuerza laboral para acelerar la adopción de AM.

¿Podría hablarnos sobre American Makes y la misión de la organización?

La misión de America Makes es promover la adopción de la impresión 3D o la fabricación aditiva. Nos enfocamos en desarrollar la base industrial de la tecnología. Llevamos haciendo esto poco más de siete años. Fuimos fundados en 2012, con fondos a través de una variedad de agencias gubernamentales y federales de los EE. UU.

Usamos esos fondos para invertir en desarrollo tecnológico, transición tecnológica y desarrollo de la fuerza laboral.

Para ser claros, America Makes no es una organización o agencia gubernamental. Estamos a cargo de una organización sin fines de lucro, llamada Centro Nacional de Fabricación y Mecanizado de Defensa (NCDMM). Es la organización que dirige y administra el programa, que es America Makes.

America Makes anunció recientemente un acuerdo con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. ¿Cuál es el significado de este acuerdo?

La principal importancia es que nos hemos establecido como un socio de confianza para el gobierno de EE. UU. Este nuevo acuerdo es la confirmación del éxito que hemos tenido durante los últimos siete años y nos da la oportunidad de seguir trabajando en este espacio durante los próximos siete años.

Aunque se adjuntó una gran suma al acuerdo, eso no significa que fuimos financiados al nivel de $ 322 millones. Simplemente significa que tenemos un contrato, lo que nos brinda la oportunidad de licitar en proyectos financiados por el gobierno.

El dinero está disponible para que podamos ofertar contra contratos gubernamentales, por lo que efectivamente hace que el proceso de llevar dinero a nuestra organización y, en última instancia, a los socios del programa, es relativamente sencillo.

Luego está el elemento que llamamos costo compartido, lo que comúnmente se conoce como contribuciones en especie, que también es un componente de esos $ 322 millones.

Además, en perspectiva, hemos ejecutado más de $ 200 millones en I + D en AM en nuestros primeros siete años.

¿Podría darnos un poco más de detalle sobre algunas de las iniciativas en las que America Makes ha estado involucrado a lo largo de los años?

Sí, ciertamente.

Como mencioné, la función principal del instituto es el desarrollo tecnológico. Podría considerarse como el núcleo de investigación y desarrollo que se está realizando a través del consorcio del instituto. Y esto es principalmente investigación aplicada. Significa probar la tecnología y llevarla al punto, o más cerca del punto, de la comercialización.

Una gran parte de lo que hemos hecho a lo largo de los años se ha centrado en esta actividad principal.

De esta manera, nos aseguramos de mantenernos en el camino correcto con nuestra hoja de ruta de desarrollo de tecnología. Establecimos la hoja de ruta dentro de un año de la creación del instituto, y nos ha servido de guía durante los últimos seis a siete años. Se divide en cinco áreas de diseño, materiales, procesos, cadena de valor y luego algo que llamamos genoma AM.

Dicho todo esto, es cómo identificamos las brechas tecnológicas que existen dentro de la comunidad, y luego tratamos de catalizar a la comunidad en torno a las tareas, para hacer avances.

El último componente en lo que nos enfocamos como función principal del Instituto es el de la educación y el desarrollo de la fuerza laboral.

Dentro de nuestro espacio, queremos asegurarnos de que la comunidad esté disponible para aprovechar las tecnologías recientemente desarrolladas, ya sea un diseñador, una empresa de materiales, un técnico en el piso, etc. una variedad de clasificaciones de trabajo diferentes que están comenzando a convertirse en una realidad.

Estamos tratando de enfocarnos en desarrollar credenciales reconocidas por la industria. Al igual que hacemos en nuestra investigación y desarrollo de tecnología, trabajamos con proveedores de educación para asegurarnos de que estamos educando a la fuerza laboral, a través del sistema educativo K12, a través de la educación secundaria o mediante la capacitación de trabajadores titulares, donde estamos tratando de reescalar a las personas que no conocen la tecnología.

Estamos buscando formas de aprovechar su conjunto de habilidades existentes para capacitarlos para que puedan ser útiles para la industria, a medida que desarrollamos más y más posiciones en el espacio.

Por eso, nos hemos centrado en esas tres piezas, tanto para la educación como para el desarrollo tecnológico. Hemos centrado nuestra actividad en torno a nuestra hoja de ruta y nos consideramos un convocante, coordinador y catalizador.

El componente de coordinación de lo que hacemos está directamente relacionado con el trabajo que hemos realizado en nuestro proceso de elaboración de mapas de ruta impulsado por los miembros. Hoy, America Makes tiene alrededor de 225 miembros, compuestos por organizaciones gubernamentales, organizaciones académicas e industria, tanto pequeñas como grandes empresas.

Constantemente tomamos el pulso de esa comunidad para comprender dónde está la tecnología hoy y cuál es el estado futuro deseado, vinculando todo eso a un enfoque centrado en las aplicaciones.

Significa desarrollar tecnología por el bien de los artículos de uso final, en lugar de por diversión o experimentos de laboratorio. Eso es lo fundamental de lo que hemos estado haciendo en el Instituto y seguirá siendo nuestra misión durante los próximos siete años.

Hemos realizado innumerables talleres con nuestros miembros y con el gobierno para asegurarnos de que entendemos cuáles son sus necesidades.

En última instancia, esperamos trabajar con organizaciones para organizar la financiación o las inversiones en la tecnología, ya sea a través de programas de investigación y desarrollo internos y dentro de la empresa, o mediante la inversión del gobierno en la tecnología.

Queremos asegurarnos de que, como país, estamos invirtiendo estratégicamente en la tecnología donde se encuentran las brechas más críticas, y que estamos avanzando lo más rápido posible y sin duplicar esfuerzos. .

En su opinión, ¿cuál es el estado actual de la estandarización dentro de AM y qué tan lejos estamos de un conjunto completo de estándares para toda la industria?

La estandarización es otra actividad muy importante en la que hemos estado trabajando. Durante los últimos tres años, hemos tenido una función organizativa, nuevamente cumpliendo ese papel de convocante y coordinador, uniendo a la comunidad y luego coordinando la necesidad.

Una gran parte de lo que impulsó esto inicialmente fue que la falta de estándares comenzó a crear problemas importantes. A medida que la tecnología ha comenzado a cambiar significativamente, desde la creación de prototipos hasta el desarrollo y la producción de componentes de uso final, quedó claro que la única forma en que podemos hacerlo es con estándares.

Como un comprador desea adquirir un componente para un avión, un automóvil, una locomotora, lo que sea, la comunidad de adquisiciones necesita algo para adquirirlo. Y todos estamos muy familiarizados con cómo hacerlo.

Sin embargo, cuando piensa en la fabricación convencional, esos mismos estándares contra los que compraría, en muchos casos, no existen para los componentes AM. Entonces, eso es realmente una gran parte de lo que está impulsando esto. Y estamos comenzando a ver avances allí.

La hoja de ruta de la Colaboración de Estandarización de Fabricación Aditiva (AMSC), que es el producto del trabajo de America Makes y America National Standards Institute, existe actualmente como lo que llamamos versión 2.0. Está disponible como una hoja de ruta dinámica en Internet, donde puede ir y ver las brechas que se han identificado.

Una de las principales mejoras que se han realizado durante el año pasado fue la capacidad de actualizar dinámicamente la hoja de ruta. Si una organización, ya sea ISO, ASME, ASTM o SAE, ha asumido una tarea contra esta brecha específica, está enviando esa información a nuestra organización y a ANSI, y está transmitiendo cualquier actualización que esté haciendo. . Entonces, si ASTM o ISO realizan una actualización de un estándar en particular, se marca y se da a conocer a la comunidad.

Eso es algo que está disponible a nivel mundial, no hay restricciones de acceso al sitio o uso del sitio. Llevamos los últimos años promocionándolo. Lo promocionamos los últimos dos años en Formnext, explicando cómo es el panorama de estándares de EE. UU. Comenzó como una tarea para tratar de ayudar a unir a todos. Hubo mucha actividad y mucha actividad paralela en el desarrollo de estándares.

Todos somos impulsados ​​por la industria. Pudimos comunicarle a las organizaciones de desarrollo de estándares que no va a ser apropiado y que no nos llevará a donde necesitamos estar lo suficientemente rápido. A través de muchas conversaciones, pudimos convencer a la gente de que esta es una buena idea. Ahora, durante los últimos años, hemos estado trabajando en eso con cientos de personas que se unieron para brindar información sobre este grupo de estándares.

El panorama de los estándares ha mejorado drásticamente en los últimos años. Cuando comenzamos esto, cuando unimos a la comunidad, realmente no había mucho en términos de estándares establecidos. Y lo que hicimos a través de la hoja de ruta fue identificar de 80 a 92 brechas, según la hoja de ruta que esté mirando. Y luego el organismo de normalización comenzó a trabajar en ellos también.

La realidad del desarrollo de estándares es que los estándares impulsados ​​por consenso, que son la gran mayoría de ellos, requieren bastante tiempo para redactarse y, finalmente, se revisan y se implementan.

Tenemos una serie de proyectos de normas que se han desarrollado, y en la actualidad se está trabajando en una gran cantidad de ellos. Parte de ellos se encuentran en la etapa de revisión por pares, donde la gente puede comenzar a usarlos y proporcionar comentarios sobre ellos.

En última instancia, se incorporarán a los estándares federales durante los próximos uno o dos años. El ritmo al que la comunidad en general los desarrolla, tal vez, no sea el ideal. Pero a partir de ahora, ese es el proceso, y esa es la forma en que debe funcionar para obtener estándares basados ​​en el consenso.

Ahora recibimos más y más solicitudes para trabajar con miembros para desarrollar pautas de adquisición. No los estamos escribiendo, pero ayudamos a crear conciencia sobre lo que alguien, que es un profesional de adquisiciones, necesita ser capacitado.

Una vez que somos capaces de producir realmente un componente y hemos demostrado que es aceptable, todavía existen obstáculos para llevar la tecnología al punto en que la estamos utilizando ampliamente en una variedad de industrias. Por eso es que los estándares son tan importantes y estamos viendo avances importantes en ese espacio.

En cuanto a ampliar el uso de AM, ¿cuáles diría que son los tres principales desafíos cuando se trata de acelerar la adopción de la tecnología?

Uno, es tener datos de diseño de materiales reconocidos por la industria:los datos que un diseñador puede usar y estar seguro de que puede construir un componente contra ese conjunto de límites de diseño superior e inferior. Eso no existe en un formato fácilmente disponible para una gran cantidad de materiales.

Por lo tanto, debemos ampliar nuestro acceso a los conjuntos de datos de materiales. Hay mucho de eso que existe, pero no lo suficiente. Y, en muchos casos, una organización puede haberlos creado y usarlos internamente, pero eso no brinda un acceso amplio a la comunidad en general.

El segundo mayor desafío es la calificación y la certificación. ¿Cómo calificamos un componente? ¿Cómo certificamos un proceso? Hay mucha actividad en este espacio, particularmente dentro de la comunidad de I + D. Pero todavía queda bastante trabajo por hacer.

Muchos de los organismos reguladores están involucrados en estas discusiones y dentro de este trabajo, pero sigue siendo un obstáculo importante para que los componentes califiquen hasta el punto de que puedan usarse para aplicaciones de uso final.

Hay casos probados, pero en este momento son muy específicos del componente y no se realizan en familias de componentes y no se realizan de una manera que pueda producir componentes de una manera oportuna y de bajo costo. .

El tercer desafío es lo que llamamos diseño para fabricación aditiva. Lo que quiero decir con eso es utilizar realmente la tecnología para aprovechar al máximo la libertad de diseño que ofrece.

Mucho de lo que hemos podido producir se ha centrado en reemplazar un componente que anteriormente estaba diseñado para la fabricación convencional.

Lo que realmente necesitamos para impulsar, avanzar, es capacitar a las personas en cómo usar la tecnología, p. Ej. dónde y cuándo deberíamos usar diseños orgánicos, cuándo deberíamos usar geometrías internas y cosas de esa naturaleza. Por lo tanto, se requiere una verdadera comprensión del diseño para la fabricación aditiva, además de un puñado de personas que lo hacen realmente bien en la actualidad.

Y, por otro lado, ¿cuáles son algunos de los desarrollos dentro de la industria que le parecen interesantes?

El rápido avance de las organizaciones y la llegada al mercado de nuevas empresas con tecnologías. En los últimos años, no ha habido escasez de nuevos procesos de fabricación que en realidad ni siquiera se consideraban hace unos años. Así que ha sido muy emocionante, solo la oleada de organizaciones que se involucran, algunas de ellas surgidas de la nada, y algunas de ellas son fabricantes convencionales que ahora se están involucrando en AM.

Hay algo bueno con ambos esos grupos que vienen a la mesa:uno son los fabricantes probados que saben cómo construir un sistema industrial. Otros son nuevos y ansiosos y traen al mercado nuevas tecnologías sorprendentes.

Otra pieza interesante es el software. AM realmente aprovecha el hecho de que una pieza se puede generar puramente a partir de un archivo digital. Con la capacidad de movernos a través de una variedad de plataformas de software, haciendo modelos y simulaciones, nos estamos alejando de la necesidad de tantos datos empíricos y pruebas. En cambio, tener confianza en los modelos que estamos generando es realmente interesante.

En última instancia, reducirá significativamente el costo de desarrollo de componentes de AM. Solo tenemos que generar suficientes datos en los que la gente tenga confianza, para que podamos realmente aprovecharlos.

¿Cómo cree que evolucionará la industria en los próximos 5 años?

No veo que nada se ralentice en absoluto. Continuaremos viendo más y más tecnología, empujando el sobre de lo que estamos dispuestos a aceptar en este momento.

Otra cosa que estamos viendo, y específicamente en el pasado, digamos, dos años, es un fuerte cambio hacia la producción, es decir, el uso de la tecnología únicamente para artículos de uso final.

Estamos empezando a introducir el diseño de aditivos de forma más eficaz. El caso de negocio se vuelve, en algunos casos, más apropiado para AM que convencional, especialmente cuando pensamos en la consolidación de piezas.

Con AM, estamos desarrollando nuevas geometrías que nunca antes habíamos tenido. Veo que eso aumentará en los próximos años. Y espero que el espacio de datos de materiales experimente algunos avances en los próximos años. Entonces, si estamos pensando durante cinco años, tenemos que resolver este problema, tenemos que llegar al punto en el que estamos generando datos que se pueden compartir y usar de manera amplia.

Una vez que podamos hacer eso de manera efectiva y usar conjuntos de datos amplios y coordinar esos datos de una manera que podamos obtener suficientes datos para tomar mejores y mejores decisiones con nuestro modelado y CAM, más efectivo será el desarrollo de nuevas aleaciones.

La mayoría de los materiales que estamos usando, específicamente para metal AM, son aleaciones que existían antes de que pensáramos en componentes AM, lo que significa que algunas de esas aleaciones no son necesariamente ideales para aditivos. Procesos.

A medida que pensamos en cómo comenzarán a verse las aleaciones de próxima generación, esto se vuelve aún más y más interesante, ya que en última instancia conducirá a mejores casos de uso y una mejor utilización de la tecnología.

Así que creo que esas dos cosas comenzarán a evolucionar significativamente en los próximos cinco años:el acceso a los datos será primero, y luego la generación de nuevas aleaciones con el modelado de esos datos será el borde final de eso en 5 años.

Volviendo a America Makes, ¿qué le depara 2020 a la organización?

2020 es emocionante, ya que esperamos con ansias los próximos siete años. Nos estamos preparando para identificar cuáles son las áreas más críticas que deben examinar nuestros miembros.

Los datos materiales están al frente y al centro de eso. Ayudaremos a convocar a la comunidad sobre lo que se debe hacer y luego a coordinar la actividad.

Más allá de eso, la otra área interesante en el futuro es realmente buscar otras industrias adicionales en las que enfocarse. No intento sugerir que hayamos ignorado a nadie hasta este momento. Pero la realidad es que la comunidad aeroespacial y de defensa, el lado del caso comercial y aquellos que están en posición de asumir un riesgo, se han alineado bien con esa comunidad hasta la fecha.

Estamos empezando a ver, a medida que surge más y más capacidad de producción, que la AM se vuelve mucho más interesante para la comunidad automotriz. Creo que será una gran oportunidad durante el próximo año.

De hecho, nos estamos preparando para coordinar alguna actividad de mapas de carreteras con la comunidad automotriz, y veremos alguna actividad procesable desde el lado de la cadena de suministro. A medida que se dispone de más y más tecnología, debemos asegurarnos de contar con los proveedores para aprovecharla.

Tenemos un par de programas, en este momento, que están asumiendo esa tarea, tratando de entender dónde se encuentran nuestros proveedores hoy, en comparación con lo que necesitamos que nuestros proveedores sean capaces de hacer.

¿Alguna idea final?

El lado de la educación y la fuerza laboral es muy importante, especialmente si el mercado realmente crece al ritmo previsto. Entendemos que no contamos con la fuerza laboral en el lugar en este momento para aprovechar realmente los desarrollos que hemos realizado.

Así que tenemos que llegar al punto en el que estamos capacitando a la comunidad. Tenemos algunos programas activos en este momento para hacer esto. No vemos nuestro papel como el desarrollador de ese plan de estudios, sino que estamos uniendo a la comunidad en los sectores gubernamental, industrial y académico para analizar los requisitos que se deben cumplir con el plan de estudios en varios niveles, es decir, en diferentes puestos de trabajo. o descripciones que queramos definir.

Y luego dejemos que el mercado libre se haga cargo, y la gente desarrollará programas basados ​​en esos requisitos. Sin embargo, lo que queremos ayudar a respaldar es asegurarnos de que se desarrollen en función de algunas necesidades reconocidas por la industria.

Al final del día, queremos una fuerza laboral capacitada que pueda moverse de una organización a otra, p. cuando se retiren de los servicios militares, un OEM puede recogerlos debido a la capacitación en la que han sido capacitados, al igual que esperamos que cualquier función tenga esas credenciales reconocidas por la industria. Hay mucho trabajo por hacer en ese espacio, y es algo en lo que estamos poniendo bastante esfuerzo.

Para obtener más información sobre America Makes, visite:https:// www. americamakes.us/