Entrevista com especialista:Robert Yancey da Autodesk sobre Manufatura Aditiva, Projeto Gerativo e Indústria 4.0

Do projeto ao gerenciamento do fluxo de trabalho, o software está desempenhando um papel cada vez mais crítico na manufatura aditiva. A Autodesk, um dos principais players no cenário de software, é uma corporação de bilhões de dólares que desenvolve software para uma ampla gama de indústrias, incluindo manufatura e construção.

Tivemos a sorte de falar com Robert Yancey, Diretor de Estratégia e Desenvolvimento de Negócios da Indústria de Fabricação e Produção da Autodesk. Com mais de 25 anos de experiência em manufatura aditiva, Yancey agora é responsável por supervisionar os negócios e a estratégia da indústria para as soluções de manufatura da Autodesk, incluindo tecnologias subtrativas e híbridas, além da manufatura aditiva.

Hoje, discutimos as maneiras pelas quais a Autodesk está ajudando a acelerar a adoção da manufatura aditiva, por que o design generativo é tão importante e como a indústria pode passar da prototipagem rápida para a produção.

Com a vasta experiência que você teve em manufatura aditiva, como você viu a evolução do setor ao longo dos anos?

Uma das principais coisas que aconteceram nos últimos anos é a ideia de que a manufatura aditiva pode ir além da prototipagem.

Existem aplicações na área médica e dentária em que já é assim há algum tempo. Mas fora da indústria médica, o que você está começando a ver são pessoas olhando para a tecnologia e percebendo que podem realmente construir peças ou produzir quantidades de baixo volume onde isso realmente não pode ser feito de outra maneira.

Com a redução de custos e aumento de velocidade, o uso de aditivos para a produção é mais uma possibilidade agora. Claro, ainda existem muitos obstáculos e desafios a superar para tornar isso uma realidade. Porém, lidamos com muitas empresas que estão analisando como podem usar aditivos para aplicações de produção.

Vamos mergulhar nas ofertas de produtos da Autodesk, começando com o Netfabb. Como o Autodesk Netfabb está ajudando a avançar no uso da manufatura aditiva?

Netfabb é um software de preparação de impressão. Com ele, podemos trabalhar com arquivos STL e gerar estruturas de suporte. Essa tecnologia já existe há algum tempo, então estamos nos concentrando em tornar os fluxos de trabalho mais eficientes.

Dito isso, temos alguns recursos adicionais no Netfabb que fornecem benefícios exclusivos. Por exemplo, temos algumas tecnologias avançadas de caminhos de ferramentas. As empresas que usam isso observaram melhorias de velocidade bastante significativas em seus processos.

Para aditivos de metal, também temos uma capacidade de simulação que nos permite simular a tecnologia de fusão em leito de pó. Isso significa que podemos procurar fatores como tensão residual, distorção e interferência da lâmina do recobridor. Você pode fazer tudo isso virtualmente antes de realmente se comprometer com a construção.

Mais recentemente, temos aplicado essa tecnologia a fluxos de trabalho híbridos. Aqui, é normalmente um caso de metal sendo depositado usando algo como um processo de arco de arame e, em seguida, desenvolver as capacidades de usinagem para ser capaz de terminar a peça após a deposição - e também fazer simulação durante o processo de deposição de energia direcionada.

Quão difundida você diria que a fabricação de híbridos é atualmente?

A fabricação de híbridos ainda é relativamente nova, embora haja muito interesse no mercado.

Atualmente, há apenas um punhado de clientes utilizando totalmente a fabricação de híbridos. No entanto, em feiras de negócios, estamos começando a ver muito mais fornecedores de máquinas híbridas para aplicações em setores como a indústria de petróleo e gás ou para peças maiores que as tecnologias de fusão em pó não podem suportar.

O design generativo é uma parte clara da estratégia da Autodesk - como o Fusion360 cumpre a visão da Autodesk de design generativo?

Uma coisa que diferencia o design generativo da Autodesk de outros que oferecem soluções de design generativo é que não oferecemos a você uma única solução otimizada. Oferecemos uma gama de soluções que atendem aos seus requisitos e, em seguida, as ferramentas para permitir que você navegue facilmente por essas soluções.

Pessoalmente, acho que a indústria, em geral, tem posicionado o design generativo como uma ferramenta de peso leve. É particularmente adequado para manufatura aditiva porque vem com projetos que muitas vezes são difíceis de fabricar com eficiência de qualquer outra forma.

Mas na Autodesk, estamos realmente olhando para o design generativo como uma tecnologia de exploração de design que permite que você explore tanto a função de engenharia quanto o valor comercial.

Começamos a introduzir técnicas de fabricação muito comuns, como a capacidade de usar geradores para usinagem de dois ou três eixos. Você verá mais disso saindo ao longo do ano. Assim, o design generativo torna-se aplicável às pessoas que estão fabricando hoje usando métodos de manufatura tradicionais.

A outra coisa em que estamos trabalhando é ser capaz de incluir mais trade-offs de negócios:por exemplo, ser capaz de olhar para os trade-offs de custo ou cronograma ou material durante o design processo.

À medida que começamos a incorporar negócios como a fundição no fluxo de trabalho, as pessoas serão capazes de fazer concessões simultaneamente entre o desempenho da engenharia e o valor do negócio.

Algo que sempre se fala é a necessidade de uma nova abordagem de design para a manufatura aditiva. Quais são seus pensamentos sobre isso?

Sim, essa é definitivamente uma lacuna importante. Estive recentemente em um consórcio organizado pelo MIT, onde um dia inteiro foi dedicado ao próprio tema de design para aditivos.

Ouvimos de muitos de nossos clientes que eles estão trabalhando com fluxos de trabalho muito desconexos. Eles fazem o processo de design em uma ferramenta CAD, então traduzem para um arquivo STL e o importam para um processador de compilação, como o Netfabb. De lá, ele é enviado para a máquina e a máquina coleta dados sobre isso.

Então você acaba com esses silos de dados que não estão bem conectados.

Essa é realmente a visão e intenção com Fusion 360:criar um ambiente único que permite ir do conceito à impressão, e ser capaz de ter todos os dados no contexto certo e da maneira certa formato, apresentado ao indivíduo da maneira certa.

Existem várias pessoas envolvidas no fluxo de trabalho da manufatura aditiva e todas precisam de dados diferentes e, muitas vezes, de um formato diferente. A visão do Fusion360 é realmente reunir tudo isso com os dados no centro para poder criar esse fluxo de trabalho ponta a ponta.

Também estamos interessados ​​em trabalhar com outros fornecedores de tecnologia dentro do ecossistema de aditivos - como software de gerenciamento de fluxo de trabalho - para sermos capazes de fazer parceria com pessoas que estão fornecendo outras tecnologias para que os usuários possam obter seus trabalho feito de maneira conveniente e eficiente.

Falando sobre parcerias e colaborações, a Autodesk anunciou algumas, com HP e GE Additive sendo algumas das mais recentes. Qual é a abordagem da Autodesk para parcerias e como você vê o papel da colaboração de forma mais ampla na indústria?

Bem, o espaço aditivo ainda é uma indústria relativamente pequena. Acho que as pessoas estão reconhecendo que, para ser capaz de crescer, você terá que colaborar com outros fornecedores de tecnologia dentro do espaço.

Isso é definitivamente o que os clientes estão pedindo. Eles estão se cansando desses fluxos de trabalho e dados desarticulados que existem em silos em suas operações e não são capazes de reunir tudo.

Iniciamos um diálogo com a GE Additive e com a HP nos últimos 18 meses. Eles estavam expressando uma visão semelhante a nós, de que uma das coisas que eles vêem na limitação de sua capacidade de vender mais máquinas e mais materiais é esse fluxo de trabalho desarticulado.

Eles queriam trabalhar conosco para poder estabelecer um fluxo de trabalho mais consistente para suas máquinas.

Como eles são dois dos maiores nomes da indústria no momento, decidimos que eles seriam bons parceiros para ajudar a resolver esse problema. Mas nossa intenção é fornecer uma plataforma que permita a qualquer fornecedor de máquina criar um fluxo de trabalho com o Fusion 360 e fornecedores externos de tecnologia.

Há alguma outra parceria sobre a qual você possa conversar?

Recentemente, anunciamos uma parceria com a Farsoon e a Arkema na TCT Ásia.

Isso é interessante porque a Arkema é o fornecedor do material, a Farsoon é o fornecedor da máquina e nós somos o fornecedor do software.

Portanto, não se trata apenas do material, da máquina ou do design; trata-se realmente de todos os três - o processo, o material e o design. Todos os três precisam trabalhar juntos para serem capazes de produzir os melhores resultados para as pessoas que usam a manufatura aditiva.

Anteriormente, você fez alusão à mudança em curso na manufatura aditiva da prototipagem rápida para a produção. Quais são os fatores-chave necessários para garantir que isso aconteça?

Isso é um tanto dependente da indústria.

Para setores altamente regulamentados, como médico e aeroespacial, sempre há a questão de como eles certificam as peças. O fato de você ter que certificar o design, os materiais e o processo não é muito diferente de qualquer outra tecnologia de fabricação.

Porém, com o aditivo, os processos são diferentes e os materiais podem ser diferentes, então você tem que passar por esse processo para poder obter a certificação. Essa é uma das coisas que precisam acontecer para entrar em produção.

Então, também há menos familiaridade com a tecnologia em geral. As empresas veem a oportunidade de manufatura aditiva, mas muitas vezes não têm conhecimento suficiente com a tecnologia para realmente entender como entrar rapidamente na produção. Existem algumas empresas que estão se movendo com bastante rapidez e outras que estão apenas começando.

Uma das coisas que descobrimos é que muitos clientes nos procuram e querem simplesmente uma formação geral. Eles querem ajudar a entender onde estão as oportunidades e obstáculos para a manufatura aditiva, para entender melhor o processo e os materiais necessários e como todos esses fatores podem contribuir para o design para que possam começar a explorar como podem usar essa tecnologia para produção.

O custo ainda é uma barreira em muitos casos. Combine isso com a falta de conhecimento em termos de como usar e projetar a tecnologia e como fazer um business case de onde o aditivo realmente faz sentido para o negócio, e eu diria que ainda existem alguns fatores limitantes.

Essa necessidade de mais treinamento impactou o conteúdo da conferência de usuários da Autodesk University?

Bem, a Autodesk University é a nossa conferência de usuários que realizamos há vários anos e é realmente uma conferência voltada para o usuário. Nossos clientes dão muitas aulas e fornecem muito conteúdo.

Existe um processo para determinar quais sessões serão incluídas na agenda geral. E sim, vimos um interesse crescente em aditivos na Autodesk University. Se você rastreá-lo, verá que há mais aulas e conteúdos adicionais na Autodesk University.

Procuramos também parcerias com consultores da área e universidades. Estive recentemente no MIT, com quem fizemos uma parceria, e eles têm desenvolvido muitos currículos educacionais que se concentram no profissional que trabalha, não em estudantes universitários.

Eles introduziram seu curso este ano e tiveram uma resposta tremenda. Estamos trabalhando com eles para poder fornecer esse tipo de conteúdo de treinamento e poder fornecer tecnologia da Autodesk para ajudar no desenvolvimento do conteúdo de treinamento.

Estamos realmente buscando fornecedores externos para poder fazer muito treinamento e focar no desenvolvimento da melhor experiência de software para nossos clientes e para aqueles que estão sendo treinados.

Sobre o desafio de fazer um caso de negócios para AM:como uma empresa que é nova na tecnologia pode começar a fazer uma estratégia para adoção? Quais são alguns dos fatores que devem ser levados em consideração?

Na minha opinião, muitas empresas, quando começam a se envolver com aditivos, passam a produzir peças que foram projetadas usando seus processos tradicionais. Eles podem imprimi-lo e é ótimo ter uma peça impressa em 3D em suas mãos e poder exibi-la.

Mas onde tudo falha é quando se tenta encontrar o caso de negócio. Se uma peça foi projetada para fundição ou usinagem, muitas vezes essas tecnologias serão ainda mais econômicas, especialmente em volumes moderados a maiores.

Parte da educação que precisa acontecer que se alinhe com o caso de negócios é como podemos fornecer valor para a parte ou o componente ou o sistema onde o aditivo é realmente a única maneira de fornecermos esse valor adicional .

Você olha para alguns dos famosos estudos de caso que estão por aí, como o bico de combustível de salto da GE - e tivemos um estudo de caso com a HP com Penumbra. Essas são coisas em que você está, na verdade, projetando uma peça para aditivo desde o início. Com isso, você está alcançando realmente um valor de desempenho.

Portanto, é realmente ser capaz de projetar a peça com uma folha de papel em branco. Obviamente, você precisa entender bem a tecnologia para poder fazer isso e as ferramentas de software precisam ser capazes de dar suporte a isso. É muito nisso que estamos focados.

Você está vendo alguma oportunidade importante para AM em aplicações ou setores específicos?

Claro, a medicina e a aeroespacial são os dois maiores mercados agora. Mas se você olhar para o mercado central da Autodesk, que é para design e manufatura, a oportunidade principal está em maquinário industrial - pequenas e médias oficinas de máquinas e instalações de manufatura.

O que é interessante para nós é que estamos vendo um certo interesse dessa indústria. Eles estão muito mais conscientes de onde podem cobrar taxas mais altas por peças nessas indústrias do que nas indústrias aeroespacial ou médica. A impressão 3D para produtos de consumo também está começando a receber cada vez mais atenção.

Quando se trata de fluxos de trabalho híbridos, outra área que vemos interesse é no uso de tecnologia aditiva para ferramentas. Isso foi ótimo. Jigs e acessórios têm sido utilizados com a tecnologia por um longo tempo, e tem havido algumas aplicações limitadas para insertos de ferramentas.

Mas estamos vendo um pouco mais de interesse na ideia de que você pode prototipar e criar ferramentas mais rapidamente usando aditivos, bem como fazer mais iterações. Eles podem, eventualmente, ainda ir para uma ferramenta de corte tradicional, mas há muito valor que o aditivo pode fornecer ao longo do processo.

Então, há aplicações em que você só precisa de algumas centenas ou alguns milhares, em que ferramentas aditivas são uma forma mais econômica de conseguir isso.

E quanto a aditivos para construção? É um processo bastante lento em termos de adoção da tecnologia e, ainda assim, parece ter muito potencial.

Os pedidos de aditivos na indústria da construção estão definitivamente no radar da Autodesk e que estamos monitorando de perto. Estamos muito bem posicionados para fazer isso, pois a construção é um mercado-chave que abordamos.

Acho que todos nós vimos vídeos de robôs imprimindo concreto, mas vai além de ser capaz de criar nós personalizados para novos projetos de construção. A indústria da construção está olhando para a indústria de manufatura em termos de como criar processos de construção mais eficientes e ser capaz de explorar parte da tecnologia que a indústria de manufatura tem usado.

A taxa atual de adoção ainda é muito cedo. Mas eu diria que há um certo interesse na indústria e existem algumas empresas que criaram tecnologias de impressão 3D para construção. É uma área que chamamos de construção industrializada, que está realmente tornando a construção mais parecida com uma fábrica de manufatura, para que possam obter a eficiência disso.

Assim como vemos o aditivo como uma das ferramentas na caixa de ferramentas para a manufatura, o aditivo será uma das tecnologias na caixa de ferramentas para a indústria de construção.

Em termos do papel da AM dentro do amplo ecossistema de manufatura, você a vê mais como uma ferramenta complementar aos métodos de manufatura tradicionais?

O aditivo não substituirá a fabricação tradicional. Mas haverá um papel para isso à medida que a adoção continua a crescer. Então, sim, pode complementar. Para certas aplicações, pode substituir a manufatura tradicional.

Mas vemos o aditivo como apenas mais uma tecnologia de manufatura que agora está disponível para nossos usuários, que estão tentando descobrir como ir do design à manufatura e, em seguida, ao mercado, fazendo isso com o maior custo -forma eficiente e produzindo produtos da melhor qualidade para seus clientes.

Indústria 4.0 é um termo que ouvimos bastante. Qual é a visão da Autodesk da Indústria 4.0?

Indústria 4.0, gêmeos digitais ... ouvimos muito esses termos.

É interessante porque recebemos feedback de alguns de nossos clientes dizendo que a Indústria 4.0 é muito exagerada e que não realmente se aplicam a eles. Mas também temos outros clientes que estão realmente obtendo um bom valor ao serem capazes de utilizar mais inteligência artificial, aprendizado de máquina e análise de dados em seu fluxo de trabalho geral.

Nossa visão é que para sermos capazes de realmente Para chegar à visão da Indústria 4.0, um primeiro passo importante é conectar melhor o fluxo de trabalho de design e manufatura.

Essa é realmente a promessa do Fusion 360. Temos um ótimo fluxo de trabalho projetado para uma peça usinada dentro do Fusion. Você começará a ver esse fluxo de trabalho para aditivos emergir este ano. É realmente conectar os dados entre design e manufatura.

Obviamente, existem conexões com os processos posteriores, como controle de qualidade e inspeção, cadeia de suprimentos e logística e assim por diante. Mas se não conectarmos os dados de design e fabricação, a visão da Indústria 4.0 nunca será realizada. Então é aí que estamos realmente nos concentrando no momento:conectar esse design ao fluxo de trabalho de manufatura.

Quando se trata de realmente gerenciar o lado da produção do fluxo de trabalho da manufatura aditiva, você diria que há atualmente uma lacuna neste processo? Você poderia explicar mais sobre como você vê essa conexão sendo feita, especialmente com dados?

É uma grande lacuna que vemos em toda a indústria de manufatura. Em um dado momento, temos muitos clientes que usam nossa tecnologia de usinagem para criar moldes de injeção. Também fazemos simulação de moldagem por injeção. Portanto, estamos muito bem conectados com o mercado de moldagem por injeção.

Estou pesquisando o número de nossos clientes de usinagem para dizer que porcentagem dos projetos eles recebem de seus clientes que estão prontos para cortar uma ferramenta. A resposta deles é sempre a mesma. Na maioria dos casos, eles dizem que isso nunca aconteceu.

O que eu caracterizo é que, quando os designers muitas vezes não são bem versados ​​em todas as complexidades de seu processo de fabricação, eles não são projetando com conhecimento suficiente sobre o processo de fabricação. Quando concluem o projeto, eles o passam para a operação de manufatura.

O próximo passo é o que eu descrevo como “então começa a dança” - a dança entre o design e a manufatura, o vai e vem, para ser capaz de obter algo que atenda aos requisitos do design e possa ser fabricado no tempo e na programação exigidos para o produto.

Muito do que estamos tentando fazer é sermos capazes de preencher essa lacuna. Queremos ser capazes de fornecer aos designers mais informações sobre os efeitos de suas decisões de design na operação de manufatura.

Ele também precisa seguir o caminho oposto. Portanto, um engenheiro de manufatura pode olhar para algumas oportunidades para economizar algum tempo ou custo na operação de manufatura que exigiria uma mudança no projeto. Eles não têm visibilidade para o designer para saber se eles fazem essa alteração, se violará algum dos requisitos de engenharia da peça.

Estamos realmente tentando preencher essa lacuna e ser capazes de fornecer informações aos profissionais que trabalham ao longo do processo de desenvolvimento de produtos para poderem ter os dados de que precisam no contexto em que precisam para ser capaz de tomar melhores decisões.

Você está animado com alguma tendência na manufatura aditiva?

É uma indústria em rápida evolução. Portanto, sempre há novas empresas e tecnologias que estão se tornando disponíveis. Algumas das tendências que estou vendo e nas quais estou particularmente interessado são os plásticos mais reforçados. A tecnologia de compósitos está surgindo.

Existem várias empresas que estão desenvolvendo processos interessantes para compósitos, que fornecem peças mais rígidas, peças mais personalizadas e peças que você não poderia fabricar de outra forma.

A tecnologia híbrida é outra tendência emergente bastante interessante. Oferece a vantagem de poder utilizar processos realmente tradicionais, como processos de soldagem, e aplicá-los de forma a obter componentes de alto valor a um custo menor e com maior flexibilidade de design.

Acho que continuaremos vendo os custos diminuindo e melhorando a velocidade desses processos. Acho que é isso que está levando as pessoas a pensarem sobre o uso de aditivos para aplicações de produção onde elas precisam apenas de mil peças para poder colocar um produto no mercado.

Por outro lado, se houvesse três coisas que a indústria precisa para acelerar esse processo, quais seriam?

O primeiro é a educação.

O segundo são os processos de certificação. Eu mencionei a indústria aeroespacial e médica, que têm processos de certificação específicos, mas eles ainda estão lutando para fazer isso para aditivos.

O terceiro, eu acho, é o projeto para capacidade aditiva. Para complicar ainda mais as coisas, os requisitos de design para diferentes setores são diferentes. Como você dá uma aula geral sobre design para aditivos com isso em mente?

Também há limitação do sistema nas ferramentas. Se você observar a transferência entre uma ferramenta CAD e uma ferramenta de preparação de impressão, o problema é que a ferramenta CAD apenas produz um arquivo STL e você trabalha com isso. Se você precisar modificar algumas coisas, terá que voltar à ferramenta CAD, re-produzir o arquivo STL e, em seguida, trabalhar nas modificações. Esse não é um processo muito eficiente.

Por outro lado, ser capaz de fazer alterações e ver rapidamente o impacto no processo de impressão, nos materiais que você usa, dentro do ambiente CAD permite muito mais iterações e resultados em um processo mais eficiente.

Também faz parte do que estamos tentando alcançar com o design generativo. O design generativo define a engenharia e o problema de negócios que você deseja resolver, todas as variáveis ​​que você tem e permite que a ferramenta produza centenas de opções de design viáveis. Você pode então classificá-los rapidamente e determinar quais são os mais interessantes para você fazer mais análises.

Finalmente, como será 2019 para a Autodesk?

Você vai começar a ver fluxos de trabalho aditivos aparecerem no Fusion 360.

Continuaremos as parcerias que já estabelecemos para criar fluxos de trabalho muito simples e eficientes para os clientes dessas máquinas.

Também continuaremos a nos manter atualizados com algumas das novas tecnologias, como compósitos ou manufatura híbrida, que estão surgindo e entendendo quais são os casos de uso e aplicações para essas tecnologias e para onde convergem com nossos base de clientes.

Em última análise, estamos dobrando nossos esforços para levar a manufatura aditiva para as massas.

Para saber mais sobre as soluções da Autodesk, visite: https://www.autodesk.com

Sobre Robert Yancey, PhD

Na Autodesk, o Dr. Yancey define a estratégia de negócios e indústria para soluções de produção de manufatura, incluindo usinagem subtrativa, impressão / fabricação aditiva, tecnologia híbrida e de compostos. Ele é um líder reconhecido em design e fabricação generativos, simulação avançada, design estrutural aeroespacial e compostos avançados. Ele é formado pelo MIT, Virginia Tech e pela University of Dayton em Engenharia Aeroespacial e de Materiais.