Entrevista com especialista:America Makes Executive Director, John Wilczynski, sobre Como está impulsionando avanços na impressão 3D

America Makes é o acelerador nacional dos Estados Unidos para manufatura aditiva (AM), liderando o caminho para P&D (Pesquisa e Desenvolvimento), comercialização e adoção de tecnologias AM. Desde sua fundação em 2012, o instituto executou 88 projetos de P&D da AM e cresceu de 65 organizações fundadoras para mais de 225.

Na Entrevista com Especialistas desta semana, falamos com o Diretor Executivo da America Makes, John Wilczynski, para saber mais sobre seu recente acordo de cooperação de $ 322 milhões com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA, o estado dos padrões de impressão 3D e a importância de desenvolver a força de trabalho para acelerar a adoção do AM.

Você poderia nos falar sobre a American Makes e a missão da organização?

A missão da America Makes é avançar na adoção da impressão 3D ou manufatura aditiva. Nós nos concentramos no desenvolvimento da base industrial para a tecnologia. Fazemos isso há pouco mais de sete anos. Fomos fundados em 2012, com financiamento de uma variedade de agências governamentais e federais dos Estados Unidos.

Usamos esse financiamento para investir em desenvolvimento de tecnologia, transição de tecnologia e desenvolvimento de força de trabalho.

Para ser claro, America Makes não é uma organização ou agência governamental. Somos administrados por uma organização sem fins lucrativos, chamada Centro Nacional para Fabricação e Usinagem de Defesa (NCDMM). É a organização que dirige e gerencia o programa, que é a America Makes.

A America Makes anunciou recentemente um acordo com o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos Estados Unidos. Qual é o significado deste acordo?

O principal significado é que nos estabelecemos como um parceiro confiável do governo dos EUA. Este novo acordo é a confirmação do sucesso que tivemos nos últimos sete anos e nos dá a oportunidade de continuar trabalhando neste espaço pelos próximos sete anos.

Embora houvesse uma grande quantia vinculada ao acordo, isso não significa que fomos financiados ao nível de $ 322 milhões. Significa simplesmente que temos um contrato, o que nos dá a oportunidade de licitar em projetos financiados pelo governo.

O dinheiro está disponível para licitarmos contra contratos governamentais, de modo que efetivamente torna o processo de obter dinheiro para nossa organização e, em última análise, para os parceiros do programa, de forma relativamente simples.

Então há o elemento que chamamos de compartilhamento de custos, o que é mais comumente referido como contribuições em espécie, que também é um componente desses $ 322 milhões.

Além disso, por perspectiva, executamos mais de $ 200 milhões de P&D em AM nos primeiros sete anos.

Você poderia entrar em mais detalhes sobre algumas das iniciativas em que a America Makes esteve envolvida ao longo dos anos?

Sim, certamente.

Como mencionei, a principal função do instituto é o desenvolvimento de tecnologia. Pode ser pensado como o núcleo de pesquisa e desenvolvimento que está sendo feito por meio do consórcio do instituto. E isso é principalmente pesquisa aplicada. Significa provar a tecnologia e levá-la ao ponto, ou mais perto do ponto, da comercialização.

Uma grande parte do que temos feito ao longo dos anos tem se concentrado nessa atividade central.

Desta forma, estamos garantindo que estamos seguindo nosso roteiro de desenvolvimento de tecnologia. Estabelecemos o roteiro dentro de um ano após a criação do instituto e ele tem servido como nosso farol nos últimos seis a sete anos. É dividido em cinco áreas de design, materiais, processos, cadeia de valor e algo que chamamos de genoma AM.

Dito isso, é como identificamos lacunas de tecnologia que existem dentro da comunidade e, em seguida, tentamos catalisar a comunidade em torno de tarefas, para fazer avanços.

O último componente naquilo em que enfocamos como função primária do Instituto é o da educação e do desenvolvimento da força de trabalho.

Dentro do nosso espaço, queremos ter a certeza de que a comunidade está disponível para tirar partido das novas tecnologias desenvolvidas, quer seja um designer, uma empresa de materiais, um técnico de chão, etc. uma variedade de diferentes classificações de cargos que estão começando a se tornar uma realidade.

Estamos tentando nos concentrar no desenvolvimento de credenciais reconhecidas pelo setor. Assim como fazemos em nossa P&D de tecnologia, trabalhamos com provedores de educação para garantir que estamos educando a força de trabalho, por meio do sistema de educação K12, por meio do ensino médio ou por meio de treinamento de trabalhadores incumbentes, onde estamos tentando redimensionar as pessoas que não conhecem a tecnologia.

Estamos procurando maneiras de tirar proveito de seu conjunto de habilidades existentes para treiná-los de forma que possam ser úteis para a indústria, à medida que desenvolvemos mais e mais posições em o espaço.

Portanto, nos concentramos nessas três peças, tanto para a educação quanto para o desenvolvimento de tecnologia. Centramos nossa atividade em torno de nosso roteiro e pensamos em nós mesmos como um convocador, coordenador e catalisador.

O componente de coordenação do que fazemos está diretamente ligado ao trabalho que realizamos em nosso processo de mapeamento direcionado aos membros. Hoje, America Makes tem cerca de 225 membros, compostos por organizações governamentais, acadêmicas e industriais, tanto pequenas como grandes empresas.

Estamos constantemente tomando o pulso dessa comunidade para entender onde a tecnologia está hoje e qual é o estado futuro desejado, amarrando tudo isso a um foco centrado no aplicativo.

Significa desenvolver tecnologia visando itens de uso final, em vez de diversão ou experimentos de laboratório. Essa é a essência do que temos feito no Instituto e continuará sendo nossa missão nos próximos sete anos.

Realizamos inúmeros workshops com nossos membros e com o governo para ter certeza de que estamos entendendo quais são suas necessidades.

Em última análise, esperamos trabalhar com organizações para organizar financiamento ou investimentos em tecnologia, seja por meio de programas internos de pesquisa e desenvolvimento e dentro da empresa, ou por meio de investimentos governamentais em tecnologia.

Queremos ter certeza de que estamos, como país, investindo estrategicamente na tecnologia onde estão as lacunas mais críticas e que a estamos avançando o mais rápido possível e não duplicando esforços .

Na sua opinião, qual é o status atual da padronização no AM e a que distância estamos de um conjunto abrangente de padrões do setor?

A padronização é outra atividade muito importante em que estamos trabalhando. Nos últimos três anos, temos sido uma função de organização, novamente servindo como um convocador e coordenador - reunindo a comunidade e, em seguida, coordenando as necessidades.

Grande parte do que motivou isso inicialmente foi que a falta de padrões começou a criar problemas significativos. Como a tecnologia começou a mudar significativamente, da prototipagem para o desenvolvimento e produção de componentes de uso final, ficou claro que a única maneira de fazer isso é com padrões.

Como um comprador deseja adquirir um componente para uma aeronave, um automóvel, uma locomotiva, seja o que for, a comunidade de aquisição precisa de algo para adquirir isso. E todos nós sabemos como fazer isso.

Quando você está pensando em manufatura convencional, no entanto, esses mesmos padrões contra os quais você compraria, em muitos casos, não existem para componentes AM. Então, isso é realmente uma grande parte do que está causando isso. E estamos começando a ver avanços lá.

O roteiro Additive Manufacturing Standardization Collaborative (AMSC), que é o produto do trabalho do America Makes and America National Standards Institute, existe atualmente como o que chamamos de versão 2.0. Ele está disponível como um roteiro dinâmico na Internet, onde você pode ir e ver as lacunas que foram identificadas.

Uma das principais melhorias que ocorreram no ano passado foi a capacidade de atualizar dinamicamente o roadmap. Se uma organização, seja ISO, ASME, ASTM ou SAE, assumiu uma tarefa contra essa lacuna específica, eles estão transmitindo essas informações para nossa organização e ANSI, e estão alimentando todas as atualizações que estão fazendo . Portanto, se ASTM ou ISO fizer uma atualização de um determinado padrão, ela será sinalizada e divulgada para a comunidade.

Isso é algo que está disponível globalmente, não há restrição de acesso ou uso do site. Temos estado nos últimos dois anos promovendo-o. Nós o promovemos nos últimos dois anos na Formnext, explicando como é o cenário de padrões dos EUA. Tudo começou como uma tarefa para tentar ajudar a unir todos. Havia muita atividade e muitas atividades paralelas ocorrendo no desenvolvimento de padrões.

Todos nós somos movidos pela indústria. Conseguimos comunicar às organizações de desenvolvimento de padrões que isso não será apropriado e não nos levará aonde precisamos com rapidez suficiente. Por meio de muitas conversas, conseguimos convencer as pessoas de que essa é uma boa ideia. Nos últimos anos, temos trabalhado nisso com centenas de pessoas se reunindo para fornecer sugestões a este grupo de padrões.

O panorama dos padrões melhorou dramaticamente nos últimos dois anos. Quando começamos isso, quando reunimos a comunidade, realmente não havia muito em termos de padrões em vigor. E, o que fizemos por meio do roteiro, foi identificar 80 a 92 lacunas, dependendo de qual roteiro você está olhando. E então o corpo de padrões também começou a trabalhar neles.

A realidade do desenvolvimento de padrões é que os padrões orientados por consenso, o que a grande maioria deles é, levam um bom tempo para serem escritos e, finalmente, são revisados ​​e colocados em prática.

Temos uma série de projetos de normas que foram desenvolvidos, e um grande número deles está atualmente sendo trabalhado. Parte deles está em estágio de revisão por pares, onde as pessoas podem começar a usá-los e fornecer feedback sobre eles.

Em última análise, esses serão implementados nos padrões federais nos próximos um a dois anos. O ritmo em que a comunidade em geral os desenvolve não é, talvez, o ideal. Mas, a partir de agora, esse é o processo, e é assim que ele precisa funcionar para se obter padrões baseados em consenso.

Estamos recebendo cada vez mais solicitações para trabalhar com os membros no desenvolvimento de diretrizes de aquisição. Não os estamos escrevendo, mas ajudamos a aumentar a conscientização sobre o que alguém, que é um profissional de aquisições, precisa ser treinado.

Assim que formos capazes de realmente produzir um componente e tivermos provado que é aceitável, ainda existem obstáculos para fazer a tecnologia chegar ao ponto em que a utilizemos amplamente em uma variedade de setores. É por isso que os padrões são tão importantes, e estamos vendo etapas significativas sendo feitas nesse espaço.

Nesse ponto sobre a ampliação do uso de AM, quais você diria que são os três principais desafios quando se trata de acelerar a adoção da tecnologia?

Um, é ter dados de design de materiais reconhecidos pela indústria - os dados que um designer pode usar e ter a certeza de que pode construir um componente em relação a esse conjunto de limites de design superior e inferior. Isso não existe em um formato prontamente disponível para um grande número de materiais.

Portanto, precisamos ampliar nosso acesso aos conjuntos de dados de materiais. Existe muito disso, mas não o suficiente. E, em muitos casos, uma organização pode tê-los criado e usado internamente, mas isso não dá amplo acesso à comunidade em geral.

O segundo maior desafio é a qualificação e certificação. Como qualificamos um componente? Como certificamos um processo? Há muitas atividades acontecendo neste espaço, especialmente dentro da comunidade de P&D. Mas ainda há muito trabalho a ser feito.

Muitos dos órgãos reguladores estão envolvidos nessas discussões e neste trabalho, mas ainda é um grande obstáculo para obter componentes qualificados a ponto de que eles possam ser usados ​​para aplicações de uso final.

Existem casos comprovados, mas no momento eles são muito específicos para o componente e não são feitos entre famílias de componentes e não são feitos de uma maneira que possa produzir componentes de maneira expedita e de baixo custo .

O terceiro desafio é o que chamamos de design para manufatura aditiva. O que quero dizer com isso é realmente usar a tecnologia para obter todas as vantagens da liberdade de design que ela oferece.

Muito do que conseguimos produzir se concentrou na substituição de um componente que antes era projetado para a fabricação convencional.

O que realmente precisamos impulsionar, seguir em frente, é treinar as pessoas em como usar a tecnologia, por exemplo, onde e quando devemos usar designs orgânicos, quando devemos usar geometrias internas e coisas dessa natureza. Portanto, é necessário um verdadeiro entendimento de design para manufatura aditiva, exceto para um punhado de pessoas que são realmente boas nisso hoje.

E por outro lado, quais são alguns dos desenvolvimentos no setor que você considera interessantes?

O rápido avanço das organizações e novas empresas que chegam ao mercado com tecnologias. Nos últimos anos, não faltaram novos processos de fabricação que nem mesmo eram considerados há alguns anos. Isso tem sido muito empolgante, apenas o aumento repentino de organizações se envolvendo, algumas delas surgindo do nada, e algumas delas são fabricantes convencionais que agora estão se envolvendo em AM.

Há vantagens em ambos aqueles grupos que vêm à mesa:um é fabricantes comprovados que entendem como construir um sistema industrial. Outros são novos e ansiosos e trazem novas tecnologias surpreendentes para o mercado.

Outra peça interessante é o software. AM realmente tira vantagem do fato de que uma parte pode ser gerada puramente a partir de um arquivo digital. Com a capacidade de mover-se por uma variedade de plataformas de software, fazendo modelagem e simulações, estamos nos afastando da necessidade de tantos dados empíricos e testes. Em vez disso, ter confiança nos modelos que estamos gerando é realmente interessante.

Em última análise, isso vai reduzir significativamente o custo de desenvolvimento de componentes AM. Só temos que gerar dados suficientes nos quais as pessoas confiem, para que possamos realmente tirar proveito deles.

Como você vê a evolução do setor nos próximos 5 anos?

Eu não vejo nada diminuindo a velocidade. Continuaremos a ver mais e mais tecnologia, expandindo os limites do que estamos dispostos a aceitar agora.

Outra coisa que estamos vendo, e especificamente ao longo do passado, digamos, dois anos, é uma forte mudança em direção à produção, o que significa usar a tecnologia exclusivamente para itens de uso final.

Estamos começando a apresentar o design para aditivos de forma mais eficaz. O business case se torna, em alguns casos, mais apropriado para AM do que convencional, especialmente quando pensamos em consolidação de peças.

Com AM, estamos desenvolvendo novas geometrias que nunca tínhamos antes. Vejo que isso está aumentando nos próximos anos. E espero que o espaço de dados de materiais veja alguns avanços nos próximos anos. Então, se estivermos pensando em cinco anos, temos que resolver esse problema, temos que chegar ao ponto em que estamos gerando dados que podem ser compartilhados e usados ​​amplamente.

Assim que formos capazes de fazer isso de forma eficaz e usar amplos conjuntos de dados e coordenar esses dados de uma forma que possamos obter dados suficientes para tomar decisões cada vez melhores com nossa modelagem e CAM, o mais eficaz o desenvolvimento de novas ligas será.

A maioria dos materiais que estamos usando, especificamente para metal AM, são ligas que existiam antes de pensarmos nos componentes AM, o que significa que algumas dessas ligas não são necessariamente ideais para aditivos processos.

À medida que pensamos em como as ligas da próxima geração começarão a se parecer, isso se torna ainda mais e mais interessante, pois acabará por levar a melhores casos de uso e melhor utilização da tecnologia.

Então eu acho que essas duas coisas vão começar a evoluir significativamente nos próximos cinco anos:o acesso aos dados será primeiro, e então a geração de novas ligas com a modelagem desses dados, será a vanguarda disso em 5 anos.

Voltando à America Makes, o que 2020 representa para a organização?

2020 é empolgante, pois estamos ansiosos para os próximos sete anos. Estamos nos preparando para identificar quais são as áreas mais críticas a serem observadas por nossos associados.

Os dados do material estão à frente e no centro disso. Estaremos ajudando a reunir a comunidade em torno do que precisa ser feito e, em seguida, a coordenar a atividade.

Além disso, a outra área empolgante no futuro é realmente olhar para outras indústrias adicionais nas quais se concentrar. Não estou tentando sugerir que ignoramos ninguém até este ponto. Mas a realidade é que a comunidade aeroespacial e de defesa, o business case dela e aqueles que estão em posição de correr riscos, estiveram bem alinhados a essa comunidade até o momento.

Estamos começando a ver, à medida que há mais e mais capacidade de produção sendo lançada, que a AM se torna muito mais interessante para a comunidade automotiva. Acho que será uma oportunidade empolgante no próximo ano.

Na verdade, estamos planejando coordenar algumas atividades de mapeamento de estradas com a comunidade automotiva e veremos algumas atividades acionáveis ​​do lado da cadeia de suprimentos. À medida que mais e mais tecnologia está se tornando disponível, precisamos ter certeza de que temos fornecedores para tirar proveito disso.

Temos alguns programas, agora, que estão assumindo essa tarefa, tentando entender onde nossos fornecedores estão hoje, em comparação com o que precisamos que nossos fornecedores sejam capazes.

Alguma reflexão final?

O lado da educação e da força de trabalho é muito importante, especialmente se o mercado realmente crescer na taxa que foi prevista. Entendemos que não temos força de trabalho no momento para realmente aproveitar as vantagens dos desenvolvimentos que fizemos.

Portanto, temos que chegar ao ponto em que estamos treinando a comunidade. Temos alguns programas ativos agora para fazer isso. Não vemos nosso papel como o desenvolvedor desse currículo, mas em vez disso, estamos reunindo a comunidade nos setores governamental, industrial e acadêmico para verificar quais currículos devem ser elaborados em vários níveis, o que significa diferentes cargos ou descrições que queremos definir.

E então deixar o mercado livre assumir o controle, e as pessoas desenvolverão programas baseados nesses requisitos. O que queremos ajudar a apoiar, no entanto, é ter certeza de que eles estão sendo desenvolvidos de acordo com algumas necessidades reconhecidas pelo setor.

No final do dia, queremos uma força de trabalho treinada que possa se mover de uma organização para outra, por ex. quando eles se aposentam do serviço militar, eles podem ser escolhidos por um OEM, por causa do que foram treinados, assim como esperamos que qualquer função tenha essas credenciais reconhecidas pela indústria. Há muito trabalho a ser feito nesse espaço, e é algo em que estamos nos esforçando bastante.

Para saber mais sobre a America Makes, visite:https:// www. americamakes.us/