Robert Yancey da Autodesk sobre Manufatura Aditiva, Design Generativo e Indústria 4.0

Do design ao gerenciamento de fluxo de trabalho, software está desempenhando papel cada vez mais crítico na manufatura aditiva. Autodesk, um dos players líderes no cenário de software, é corporação bilionária que desenvolve software para ampla gama de indústrias, incluindo manufatura e construção.
 
Tivemos a sorte de falar com Robert Yancey, Diretor de Estratégia de Negócios e Indústria de Manufatura e Produção na Autodesk. Com mais de 25 anos de experiência em manufatura aditiva, Yancey agora é responsável por supervisionar estratégia de negócios e indústria para soluções de manufatura da Autodesk, incluindo tecnologias subtrativas e híbridas, além de manufatura aditiva.
 
Hoje, discutimos as maneiras pelas quais Autodesk está ajudando a acelerar adoção de manufatura aditiva, por que design generativo é tão importante e como indústria pode mover de prototipagem rápida para produção.

Com o extenso background que você teve em manufatura aditiva, como você viu a indústria evoluir ao longo dos anos?

Uma das principais coisas que aconteceu nos últimos anos é a ideia de que manufatura aditiva pode ir além da prototipagem.
 
Há aplicações em médico e dental onde isso já é caso há algum tempo. Mas fora da indústria médica, o que você está começando a ver é pessoas olhando para tecnologia e percebendo que podem realmente construir peças ou produzir quantidades de baixo volume onde não pode realmente ser feito de outra forma.
 
Com custos reduzindo e velocidade melhorando, usar aditiva para produção é mais possibilidade agora. Claro, ainda há muitos obstáculos e desafios a superar para tornar isso realidade. Mas lidamos com muitas empresas que estão olhando como podem usar aditiva para aplicações de produção.
 

Vamos mergulhar nas ofertas de produto da Autodesk, começando com Netfabb. Como Autodesk Netfabb está ajudando a avançar uso de manufatura aditiva?

Netfabb é software de preparação de impressão. Com ele, podemos trabalhar com arquivos STL e gerar estruturas de suporte. Essa tecnologia existe há algum tempo, então estamos focando em tornar fluxos de trabalho mais eficientes.
 
Dito isso, temos algumas capacidades adicionais dentro do Netfabb que fornecem benefícios únicos. Por exemplo, temos algumas tecnologias avançadas de tool pathing. Empresas usando isso viram melhorias de velocidade bem significativas para seu processo.
 
Para aditiva de metal, também temos capacidade de simulação que nos permite simular tecnologia de fusão de leito de pó. Isso significa que podemos procurar coisas como tensão residual, distorção e interferência de lâmina de recoater. Você pode fazer tudo isso virtualmente antes de realmente se comprometer com o build.
 
Mais recentemente, estamos aplicando essa tecnologia a fluxos de trabalho híbridos. Aqui, tipicamente é caso de metal sendo depositado usando algo como processo wire arc e então desenvolvendo capacidades de usinagem para poder finalizar peça após essa deposição — e também fazendo simulação durante esse processo de deposição de energia direta.
 

Quão disseminada você diria que manufatura híbrida está atualmente?

Manufatura híbrida ainda é bastante nova, embora haja muito interesse no mercado.
 
Atualmente, realmente só há um punhado de clientes utilizando plenamente manufatura híbrida. No entanto, em feiras, estamos começando a ver muito mais vendors de máquinas híbridas para aplicações em indústrias como óleo e gás ou para peças maiores que tecnologias de fusão de leito de pó não suportam.
 

Design generativo é parte clara da estratégia da Autodesk — como Fusion 360 cumpre visão da Autodesk de design generativo?

Uma coisa que diferencia design generativo da Autodesk de outros oferecendo soluções de design generativo é que não damos a você uma única solução otimizada. Damos a você uma gama de soluções que atendem seus requisitos, e então as ferramentas para permitir que você navegue facilmente por essas soluções.
 
Pessoalmente, acho que indústria, em geral, tem posicionado design generativo como ferramenta de leveza. É particularmente adequado para manufatura aditiva porque cria designs que frequentemente são difíceis de manufaturar eficientemente de outra forma.
 
Mas na Autodesk, estamos realmente olhando design generativo como tecnologia de exploração de design que permite explorar tanto função de engenharia quanto valor de negócio.
 
Começamos a introduzir técnicas de manufatura muito comuns como poder usar generativo para usinagem de dois ou três eixos. Você verá mais disso saindo ao longo do ano. Então design generativo se torna aplicável a pessoas que fazem manufatura hoje usando métodos tradicionais.
 
Outra coisa que estamos trabalhando é poder incluir mais trade-offs de negócio: por exemplo, poder olhar trade-offs de custo, cronograma ou material durante processo de design.
 
Conforme começamos a incorporar negócios como fundição no fluxo de trabalho, pessoas poderão simultaneamente fazer trade-offs entre performance de engenharia e valor de negócio.

Uma coisa que frequentemente se fala é necessidade de nova abordagem de design para manufatura aditiva. Quais seus pensamentos sobre isso?

 
Sim, isso definitivamente é um grande gap. Recentemente estive em consórcio hospedado por MIT, onde dia inteiro foi dedicado ao tópico de design para aditiva.
 
Ouvimos de muitos de nossos clientes que estão trabalhando com fluxos de trabalho muito disjointed. Eles fazem processo de design em ferramenta CAD, então traduzem isso para arquivo STL e importam em processador de build, como Netfabb. De lá, é enviado para máquina e máquina está coletando 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 ambiente único que permite ir de conceito a impressão, e ser capaz de ter todos dados no contexto certo e no formato certo, apresentados ao indivíduo da maneira certa.
 
Há múltiplas pessoas envolvidas no fluxo de trabalho de manufatura aditiva, e todas precisam de dados diferentes e frequentemente precisam de formato diferente. Visão do Fusion 360 é realmente trazer tudo isso junto com dados no centro para ser capaz de criar fluxo de trabalho ponta a ponta.
 
Também estamos interessados em trabalhar com outros provedores de tecnologia dentro do ecossistema aditivo — como software de gerenciamento de fluxo de trabalho — para ser capaz de fazer parceria com pessoas fornecendo outras tecnologias para que usuários consigam fazer seu trabalho de forma conveniente e eficiente.
 

Falando sobre parcerias e colaborações, Autodesk anunciou várias, com HP e GE Additive sendo algumas das mais recentes. Qual é abordagem da Autodesk para parcerias e como você vê papel da colaboração mais amplamente dentro da indústria?

Bem, espaço aditivo ainda é indústria relativamente pequena. Acho que pessoas estão reconhecendo que para poder crescer, você vai ter que colaborar com outros provedores de tecnologia dentro do espaço.
 
Isso é definitivamente o que clientes estão pedindo. Eles estão cansados desses fluxos de trabalho disjointed e dados que existem em silos em sua operação e não conseguem juntar tudo.
 
Embarcamos em diálogo com GE Additive e HP nos últimos 18 meses. Eles expressavam visão similar a nossa que uma das coisas que veem limitando sua habilidade de vender mais máquinas e mais materiais é esse fluxo de trabalho disjointed.
 
Eles queriam trabalhar conosco para poder estabelecer fluxo de trabalho mais consistente para suas máquinas.
 
Como eles são dois dos maiores nomes na indústria agora, decidimos que seriam bons parceiros para trabalhar para ajudar resolver esse problema. Mas nossa intenção é que podemos fornecer plataforma que permite qualquer vendor de máquina criar fluxo de trabalho com Fusion 360 e vendors de tecnologia externos.
 

Há outras parcerias que você pode falar?

Recentemente anunciamos parceria com Farsoon e Arkema na TCT Asia.
 
Essa é interessante porque Arkema é fornecedor de material, Farsoon é vendor de máquina e nós somos fornecedor de software.
 
Então não é só sobre material, máquina ou design; é realmente sobre todos três — processo, material e design. Todos três precisam trabalhar juntos para poder produzir melhores outcomes para pessoas usando manufatura aditiva.
 

Anteriormente, você aludiu à mudança contínua em manufatura aditiva de prototipagem rápida para produção. Quais são fatores-chave necessários para garantir que isso aconteça?

Isso é somewhat dependente de indústria.
 
Para indústrias muito reguladas como médica e aeroespacial, sempre há questão de como certificam peças. Fato de que você tem que certificar design, materiais e processo não é realmente tão diferente que qualquer outra tecnologia de manufatura.
 
No entanto, com aditiva, processos são diferentes e materiais podem ser diferentes então você tem que passar por esse processo para poder conseguir certificação. Essa é uma das coisas que precisa acontecer para entrar em produção.
 
Então há também apenas menos familiaridade com tecnologia em geral. Empresas veem oportunidade para manufatura aditiva mas frequentemente não têm expertise suficiente com tecnologia para realmente entender como mover rapidamente para produção. Há algumas empresas movendo-se razoavelmente rápido e outras só agora entrando nisso.
 
Uma das coisas que achamos é que muitos clientes vêm a nós e simplesmente querem treinamento geral. Eles querem ajuda entendendo onde oportunidades e obstáculos para manufatura aditiva estão, para melhor entender processo e materiais necessários e como todos esses fatores podem alimentar design para que possam começar a explorar como podem usar essa tecnologia para produção.
 
Custo também ainda é barreira em muitos casos. Combine isso com falta de conhecimento em termos de como usar e projetar tecnologia e como fazer business case para onde aditiva realmente faz sentido para negócio, e eu diria que ainda há alguns fatores limitantes.
 

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

Bem, Autodesk University é nossa conferência de usuários que temos há vários anos e é realmente conferência user-driven. Temos nossos clientes realmente ensinando muitas classes e fornecendo muito do conteúdo.
 
Há processo para determinar quais sessões entram na agenda geral. E sim, vimos interesse crescente em aditiva na Autodesk University. Se você rastrear, verá que há mais classes e conteúdo aditivo na Autodesk University.
 
Também estamos olhando para fazer parceria com consultores na área e universidades. Estive recentemente no MIT, com quem fizemos parceria, e eles têm desenvolvido muito currículo educacional focado no profissional trabalhador, não estudantes universitários.
 
Eles introduziram curso este ano e tiveram resposta tremenda. Estamos trabalhando com eles para poder fornecer esse tipo de conteúdo de treinamento e poder fornecer tecnologia Autodesk para ajudar com desenvolvimento de conteúdo de treinamento.
 
Estamos realmente olhando para provedores externos para poder fazer muito do treinamento e focar em desenvolver melhor experiência de software para nossos clientes e para aqueles sendo treinados.
 

Sobre desafio de fazer business case para AM: como empresa nova na tecnologia pode começar a fazer estratégia para adoção? Quais são alguns fatores que devem ser considerados?

Do meu ponto de vista, muitas empresas quando começam a se envolver em aditiva, começam produzindo peças que foram projetadas usando seus processos tradicionais. Elas podem imprimir e é ótimo ter peça impressa em 3D na mão e poder mostrar.
 
Mas onde desanda é ao tentar encontrar business case. Se peça foi projetada para fundição ou usinagem, frequentemente essas tecnologias ainda vão ser mais custo-eficientes, especialmente em volumes moderados a maiores.
 
Parte da educação que precisa acontecer alinhada com business case é como podemos fornecer valor à peça ou componente ou sistema onde aditiva é realmente única forma que podemos fornecer esse valor adicional.
 
Você olha alguns dos famosos case studies que estão por aí, como bico de combustível LEAP da GE — e tivemos case study com HP com Penumbra. São coisas onde você está realmente projetando peça para aditiva desde o início. Com isso, há realmente valor de performance que você está alcançando.
 
Então é realmente ser capaz de projetar peça com folha em branco. Obviamente, você tem que entender tecnologia bem para poder fazer isso e ferramentas de software precisam ser capazes de suportar isso. Isso é muito do que estamos focados.
 

Você está vendo oportunidades-chave para AM em indústrias ou aplicações específicas?

Claro, médica e aeroespacial são dois maiores mercados agora. Mas se você olhar para mercado core da Autodesk, que é design e manufatura, oportunidade chave está em maquinário industrial — pequenas e médias oficinas de máquinas e instalações de manufatura.
 
O que é interessante para nós é estamos vendo na verdade bastante interesse dessa indústria. Eles estão muito mais conscientes de onde podem cobrar taxas mais altas por peças naquelas indústrias que aeroespacial ou médica.
 
Impressão 3D para produtos de consumo também está começando a ganhar cada vez mais atenção.
 
Quando se trata de fluxos de trabalho híbridos, outra área onde estamos vendo interesse é usar tecnologia aditiva para ferramental. Isso tem sido enorme. Gabaritos e fixadores têm sido utilizados com tecnologia há muito tempo, e houve algumas aplicações limitadas para inserts de ferramental.
 
Mas estamos vendo bastante mais interesse na ideia de que você pode prototipar e criar ferramental mais rápido usando aditiva, bem como fazer mais iterações. Eles podem eventualmente ainda ir para ferramental cortado tradicionalmente, mas há muito valor que aditiva pode fornecer através do processo.
 
Então, há aplicações onde você só precisa de algumas centenas ou alguns milhares, onde ferramental aditivo é forma mais custo-eficiente de entregar isso.
 

E sobre aditiva para indústria da construção? É uma que tem sido bastante lenta em termos de adoção da tecnologia e ainda parece haver muito potencial.

Aplicações para aditiva dentro da indústria da construção definitivamente está no radar da Autodesk e uma que estamos monitorando de perto. Estamos muito bem posicionados para fazer isso pois construção é mercado-chave que abordamos.
 
Acho que todos vimos vídeos de robôs imprimindo concreto, mas vai além para ser capaz de criar nós customizados para novos designs de edifícios. Indústria da construção está olhando para indústria de manufatura para orientação em termos de como criar processos de construção mais eficientes e poder acessar alguma tecnologia que indústria de manufatura usou.
 
Taxa atual de adoção ainda é muito inicial. Mas eu diria que há bastante interesse na indústria e há algumas empresas que surgiram com tecnologias de impressão 3D para construção. É área que chamamos de construção industrializada, que é realmente tornar construção mais como fábrica de manufatura para que possam obter eficiências disso.
 
Assim como vemos aditiva como uma das ferramentas na caixa de ferramentas para manufatura, aditiva será uma das tecnologias na caixa de ferramentas para indústria da construção.
 

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

Aditiva não substituirá manufatura tradicional. Mas haverá papel para ela conforme adoção continua crescendo. Então sim, pode complementar. Para certas aplicações, poderia substituir manufatura tradicional.
 
Mas vemos aditiva como apenas outra tecnologia de manufatura agora disponível para nossos usuários, que estão tentando descobrir como ir de design para manufatura e então para mercado, enquanto fazem da forma mais custo-eficiente e produzindo melhores produtos de qualidade para seus clientes.
 

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

Indústria 4.0, digital twins… ouvimos esses termos muito.
 
É interessante porque tivemos feedback de alguns de nossos clientes dizendo que Indústria 4.0 é tudo hype e que não se aplica a eles. Mas então temos outros clientes que estão realmente obtendo bom valor de poder utilizar mais inteligência artificial, machine learning e data analytics em seu fluxo de trabalho geral.
 
Nossa visão é que para poder realmente chegar à visão de Indústria 4.0, primeiro passo importante é conectar melhor fluxo de trabalho de design e manufatura.
 
Essa é realmente a promessa do Fusion 360. Temos ótimo fluxo de trabalho desenhado para peça usinada dentro do Fusion. Você começará a ver esse fluxo de trabalho para aditiva emergir este ano. É realmente conectar dados entre design e manufatura.
 
Obviamente há conexões para processos downstream como controle de qualidade e inspeção, cadeia de suprimentos e logística e assim por diante. Mas se não conectarmos dados de design e manufatura, visão de Indústria 4.0 nunca será realizada. Então é realmente onde estamos focando no momento: conectar esse fluxo de trabalho design para manufatura.
 

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

É um gap major que vemos através da indústria de manufatura. Apenas em ponto de dados, temos muitos clientes que usam nossa tecnologia de usinagem para criar moldes de injeção. Também fazemos simulação de moldagem por injeção. Então estamos muito bem conectados com mercado de moldagem por injeção.
 
Estou surveying número de nossos clientes de usinagem para dizer qual porcentagem dos designs eles recebem de seus clientes que estão prontos para cortar ferramental. Resposta é sempre a mesma. Na maioria dos casos, dizem que isso nunca aconteceu.
 
O que caracterizo é que quando designers frequentemente não são bem versados em todas intrincadas de seu processo de manufatura, eles não estão projetando com insight suficiente no processo de manufatura. Quando terminam com design, jogam para operação de manufatura.
 
Próximo passo é o que descrevo como "então a dança começa" — a dança entre design e manufatura, o vai e vem, para conseguir algo que atenda requisitos de design e possa ser manufaturado no tempo e cronograma requerido para produto.
 
Muito do que estamos tentando fazer é fechar esse gap. Queremos ser capazes de fornecer designers com mais insight sobre efeitos de suas decisões de design na operação de manufatura.
 
Precisa ir sentido oposto também. Então engenheiro de manufatura pode olhar algumas oportunidades para economizar tempo ou custo na operação de manufatura que requereria mudança de design. Eles não têm visibilidade de volta para designer para saber se fazem essa mudança, se violará algum dos requisitos de engenharia da peça.
 
Estamos realmente tentando fechar esse gap e ser capazes de fornecer insight para profissionais trabalhando ao longo do processo de desenvolvimento de produto para poder ter dados que precisam no contexto que precisam para tomar melhores decisões.
 

Há tendências dentro de manufatura aditiva que você está animado?

É indústria fast-moving. Então sempre há novas empresas e tecnologias ficando disponíveis. Algumas tendências que estou vendo que estou particularmente interessado é plásticos mais reforçados. Tecnologia de compósitos está chegando.
 
Há número de empresas por aí desenvolvendo processos interessantes para compósitos, que dão peças mais rígidas, mais customizadas e peças que você não poderia manufaturar de outra forma.
 
Tecnologia híbrida é outra tendência emergente que é bastante interessante. Oferece vantagem de poder usar processos realmente tradicionais como processos de soldagem e poder aplicá-los de forma onde você pode criar componentes de alto valor a custo menor e com mais flexibilidade de design.
 
Acho que continuaremos vindo custos caindo velocidades melhorando para esses processos. Acho que é isso que está impulsionando pessoas a pensar em usar aditiva para aplicações de produção onde só precisam de mil peças para conseguir colocar produto no mercado.
 

No lado oposto, se houvesse três coisas que indústria precisa para acelerar esse processo, quais seriam?

A primeira é educação.
 
Segunda é processos de certificação. Mencionei aeroespacial e médica, indústrias que têm processos de certificação específicos, mas ainda estão lutando para fazer isso para aditiva.
 
Terceira, acho, é capacidade de design para aditiva. Complicando mais é fato de que requisitos de design para diferentes indústrias são diferentes. Como você ensina classe geral sobre design para aditiva com isso em mente?
 
Também há limitação de sistema nas ferramentas. Se você olhar handoff entre ferramenta CAD e ferramenta de prep de impressão, problema é que ferramenta CAD apenas outputa arquivo STL, e você trabalha com isso. Se precisa modificar algumas coisas, tem que voltar para ferramenta CAD, re-outputar arquivo STL, e então trabalhar nas modificações. Isso não é processo muito eficiente.
 
Do lado oposto, ser capaz de ter habilidade de fazer mudanças e ver rapidamente impacto no processo de impressão, materiais que você usa, dentro do ambiente CAD permite muito mais iterações e resulta em processo mais eficiente.
 
Também é parte do que estamos tentando alcançar com design generativo. Design generativo define problema de engenharia e negócio que você quer resolver, todas variáveis que você tem e então deixa ferramenta produzir centenas de opções de design viáveis. Você pode então rapidamente classificar e determinar quais são mais interessantes para fazer mais análise.
 

Finalmente, como 2019 parece para Autodesk?

Você vai começar a ver fluxos de trabalho aditivos aparecerem no Fusion 360.
 
Continuaremos parcerias que já estabelecemos para criar fluxos de trabalho muito contínuos e eficientes para clientes daquelas máquinas.
 
Também continuaremos a par de algumas das novas tecnologias como compósitos ou manufatura híbrida que estão chegando na cena e entendendo quais casos de uso e aplicações são para aquelas tecnologias e onde convergem com nossa base de clientes.
 
Em última análise, estamos dobrando aposta em nossos esforços para trazer manufatura aditiva para as massas.
 
Para saber mais sobre soluções da Autodesk, visite: https://www.autodesk.com
 
Sobre Robert Yancey, PhD

Na Autodesk, Dr. Yancey define estratégia de negócios e indústria para soluções de produção de manufatura incluindo usinagem subtrativa, impressão/fabricação aditiva, híbrida e tecnologia de compósitos. É líder reconhecido em design generativo e manufatura, simulação avançada, design estrutural aeroespacial e compósitos avançados. Possui graus do MIT, Virginia Tech e Universidade de Dayton em Engenharia Aeroespacial e de Materiais.