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

Do design 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 empresa de bilhões de dólares que desenvolve software para uma ampla gama de setores, incluindo manufatura e construção. Tivemos a sorte de poder falar com Robert Yancey, Diretor de Estratégia da Indústria de Manufatura e Produção e Desenvolvimento de Negócios da Autodesk. Com mais de 25 anos de experiência em manufatura aditiva, Yancey é agora responsável por supervisionar a estratégia comercial e industrial das 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 tem em manufatura aditiva, como você viu a indústria evoluir ao longo dos anos?

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Robert Yancey, Diretor de Estratégia da Indústria de Manufatura e Produção e Desenvolvimento de Negócios da Autodesk [/caption]Uma das principais coisas que aconteceram nos últimos anos é a ideia de que a manufatura aditiva pode ir além da prototipagem. Existem aplicações médicas e odontológicas onde isso já acontece há algum tempo. Mas fora da indústria médica, o que estamos começando a ver são pessoas olhando para a tecnologia e percebendo que podem realmente construir peças ou produzir quantidades de baixo volume onde isso não poderia ser feito de outra maneira. Com a redução de custos e a melhoria da velocidade, o uso de aditivos para produção é agora mais uma possibilidade. É claro que ainda existem muitos obstáculos e desafios a superar para tornar isso uma realidade. Mas lidamos com muitas empresas que estão estudando 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 promover o uso da manufatura aditiva?

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Uma das principais atualizações no lançamento de 2019 do software Netfabb da Autodesk é o Lattice Commander, que permite a geração de estruturas de rede complexas [Crédito da imagem:Autodesk] [/caption]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, por isso estamos nos concentrando em tornar os fluxos de trabalho mais eficientes. Dito isso, temos alguns recursos adicionais no Netfabb que oferecem benefícios exclusivos. Por exemplo, temos algumas tecnologias avançadas de caminhos de ferramentas. As empresas que utilizam isso obtiveram melhorias de velocidade bastante significativas em seus processos. Para aditivos metálicos, também temos uma capacidade de simulação que nos permite simular a tecnologia de fusão em leito de pó. Isso significa que podemos procurar coisas como tensão residual, distorção e interferência da lâmina do repintador. 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, normalmente é o caso de o metal ser depositado usando algo como um processo de arco de arame e, em seguida, desenvolver as capacidades de usinagem para poder terminar a peça após essa deposição – e também fazer simulação durante esse processo de deposição de energia direcionada.

Quão difundida você diria que a fabricação híbrida está atualmente?

A fabricação híbrida ainda é relativamente nova, embora haja muito interesse no mercado. Atualmente, há apenas alguns clientes que utilizam totalmente a fabricação híbrida. No entanto, em feiras comerciais, estamos começando a ver muito mais fornecedores de máquinas híbridas para aplicações em indústrias como a indústria de petróleo e gás ou para peças maiores que as tecnologias de fusão em leito de 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?

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Uma visão do software de projeto generativo da Autodesk. [Imagem via Youtube] [/caption]Uma coisa que diferencia o design generativo da Autodesk de outros que oferecem soluções de design generativo é que não oferecemos uma única solução otimizada. Oferecemos uma variedade de soluções que atendem às suas necessidades e, em seguida, as ferramentas que permitem navegar facilmente por essas soluções. Pessoalmente, penso que a indústria, em geral, tem posicionado o design generativo como uma ferramenta leve. É particularmente adequado para fabricação aditiva porque apresenta designs 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 explorar tanto a função de engenharia quanto o valor comercial. Começamos a introduzir técnicas de fabricação muito comuns, como a capacidade de usar generativas 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 hoje fabricam usando métodos de fabricação tradicionais. A outra coisa em que estamos trabalhando é a possibilidade de incluir mais compensações de negócios:por exemplo, poder analisar as compensações de custo, cronograma ou material durante o processo de design. À medida que começamos a incorporar negócios como casting no fluxo de trabalho, as pessoas serão capazes de fazer simultaneamente compensações entre o desempenho da engenharia e o valor do negócio.

Uma coisa que se fala frequentemente é a necessidade de uma nova abordagem de design para a manufatura aditiva. O que você acha disso?

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Juntas do Autodesk Fusion 360 [Crédito da imagem:Autodesk] [/caption]Sim, essa definitivamente é uma grande lacuna. Estive recentemente em um consórcio organizado pelo MIT, onde um dia inteiro foi dedicado ao próprio tema design para aditivos. Ouvimos de muitos de nossos clientes que eles estão trabalhando com fluxos de trabalho muito desarticulados. Eles fazem o processo de design em uma ferramenta CAD, depois traduzem para um arquivo STL e importam para um processador de construção, como o Netfabb. A partir daí, 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 a intenção do Fusion 360:criar um ambiente único que permita passar do conceito à impressão e ser capaz de ter todos os dados no contexto certo e no formato certo, apresentados ao indivíduo da maneira certa. Há várias pessoas envolvidas no fluxo de trabalho da manufatura aditiva e todas elas 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 de ponta a ponta. Também estamos interessados ​​em trabalhar com outros fornecedores de tecnologia dentro do ecossistema aditivo — como software de gerenciamento de fluxo de trabalho — para podermos fazer parceria com pessoas que fornecem outras tecnologias para que os usuários possam realizar seu trabalho de maneira conveniente e eficiente.

Falando em parcerias e colaborações, a Autodesk anunciou algumas, sendo HP e GE Additive algumas das mais recentes. Qual é a abordagem da Autodesk em relação às 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 poder crescer, será necessário colaborar com outros fornecedores de tecnologia no setor. Definitivamente é isso que os clientes estão pedindo. Eles estão ficando cansados ​​desses fluxos de trabalho e dados desarticulados que existem em silos em suas operações e não conseguem reunir tudo. Iniciamos um diálogo com a GE Additive e com a HP nos últimos 18 meses. Eles estavam expressando uma visão semelhante à nossa:uma das coisas que eles veem 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 são dois dos maiores nomes do setor no momento, decidimos que seriam bons parceiros com quem trabalhar para ajudar a resolver esse problema. Mas nossa intenção é fornecer uma plataforma que permita a qualquer fornecedor de máquinas criar um fluxo de trabalho com o Fusion 360 e fornecedores de tecnologia externos.

Há alguma outra parceria sobre a qual você possa falar?

Anunciamos recentemente uma parceria com Farsoon e Arkema na TCT Asia. Isso é interessante porque Arkema é o fornecedor de materiais, Farsoon é o fornecedor de máquinas e nós somos o fornecedor de software. Portanto, não se trata apenas do material, da máquina ou do design; na verdade, trata-se de todos os três:o processo, o material e o projeto. Todos os três precisam trabalhar juntos para poder produzir os melhores resultados para as pessoas que usam a manufatura aditiva.

Anteriormente, você aludiu à mudança contínua na fabricação aditiva, da prototipagem rápida para a produção. Quais são os principais fatores necessários para garantir que isso aconteça?

Isso depende um pouco da indústria. Para setores altamente regulamentados, como o médico e o 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. Depois, há também menos familiaridade com a tecnologia em geral. As empresas veem a oportunidade para a manufatura aditiva, mas muitas vezes não têm conhecimento suficiente da tecnologia para realmente entender como passar rapidamente para a 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 simplesmente querem uma formação geral. Eles querem ajuda para entender onde estão as oportunidades e os obstáculos para a fabricação 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 também 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 sobre 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?

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Autodesk University 2018 [Crédito da imagem:Autodesk] [/caption]Bem, a Autodesk University é nossa conferência de usuários que realizamos há vários anos e é realmente uma conferência voltada para usuários. Na verdade, nossos clientes ministram muitas aulas e fornecem grande parte do conteúdo. Existe um processo para poder determinar quais sessões serão incluídas na agenda geral. E sim, temos visto um interesse crescente em aditivos na Autodesk University. Se você acompanhar, verá que há mais aulas e conteúdos adicionais na Autodesk University. Também buscamos parcerias com consultores da área e universidades. Estive recentemente no MIT, com quem fizemos parceria, e eles têm desenvolvido muitos currículos educacionais focados no profissional que trabalha, não em estudantes universitários. Eles apresentaram seu curso este ano e obtiveram uma resposta tremenda. Estamos trabalhando com eles para poder fornecer esse tipo de conteúdo de treinamento e tecnologia da Autodesk para ajudar no desenvolvimento do conteúdo de treinamento. Estamos realmente procurando fornecedores externos para poder fazer grande parte do treinamento e nos concentrar no desenvolvimento da melhor experiência de software para nossos clientes e para aqueles que estão sendo treinados.

Sobre o desafio de apresentar um caso de negócios para AM:como uma empresa que é novata na tecnologia pode começar a elaborar 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 utilizando seus processos tradicionais. Eles podem imprimir e é ótimo ter uma peça impressa em 3D na mão e poder exibi-la. Mas tudo desmorona 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 e que se alinha com o caso de negócios é como podemos agregar valor à peça ou ao componente ou ao sistema onde o aditivo é na verdade a única maneira de fornecer esse valor adicional. Você olha alguns dos estudos de caso famosos que estão por aí, como o bico de combustível da GE – e tivemos um estudo de caso com a HP com Penumbra. Essas são coisas em que você está realmente projetando uma peça aditiva desde o início. Com isso, você está realmente alcançando um valor de desempenho. Portanto, é realmente 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 suportar isso. É nisso que estamos focados.

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

É claro que a área médica e aeroespacial são os dois maiores mercados atualmente. Mas se olharmos para o mercado principal da Autodesk, que é o de design e produção, a principal oportunidade está na maquinaria industrial – oficinas mecânicas e instalações de produção de pequena e média dimensão. O que é interessante para nós é que estamos vendo bastante interesse nessa 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 em que vemos interesse é no uso de tecnologia aditiva para ferramentas. Isso tem sido enorme. Gabaritos e acessórios têm sido utilizados com a tecnologia há muito tempo, e houve algumas aplicações limitadas para pastilhas 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. Eventualmente, eles ainda podem ir para uma ferramenta de corte tradicional, mas há muito valor que o aditivo pode fornecer através do processo. Além disso, há aplicações em que você só precisa de algumas centenas ou alguns milhares, onde as ferramentas aditivas são uma maneira mais econômica de conseguir isso.

E os aditivos para a indústria da construção? É algo que tem sido bastante lento em termos de adoção da tecnologia e, ainda assim, parece haver muito potencial.

As aplicações de aditivos na indústria da construção estão definitivamente no radar da Autodesk e estamos monitorando de perto. Estamos muito bem posicionados para fazer isso, pois a construção é um mercado-chave que abordamos. Acho que todos nós já vimos vídeos de robôs imprimindo concreto, mas isso vai além da capacidade de criar nós personalizados para novos projetos de construção. A indústria da construção procura orientação na indústria transformadora em termos de como criar processos de construção mais eficientes e ser capaz de explorar algumas das tecnologias que a indústria transformadora tem utilizado. Mas eu diria que há bastante interesse na indústria e que 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 para que possam obter a eficiência disso. Assim como vemos o aditivo como uma das ferramentas da caixa de ferramentas para a fabricação, o aditivo será uma das tecnologias da caixa de ferramentas da indústria da construção.

Em termos do papel da AM no ecossistema de produção mais amplo, você a vê mais como uma ferramenta complementar aos métodos tradicionais de fabricação?

O aditivo não substituirá a fabricação tradicional. Mas haverá um papel para isso à medida que a adoção continuar a crescer. Então sim, pode complementar. Para certas aplicações, poderia substituir a fabricação tradicional. Mas vemos o aditivo como apenas mais uma tecnologia de produção que está agora disponível para os nossos utilizadores, que estão a tentar descobrir como passar do design à produção e depois ao mercado, ao mesmo tempo que o fazem da forma mais económica e produzem produtos da melhor qualidade para os seus clientes.

Indústria 4.0 é um termo que ouvimos com frequência. Qual é a visão da Autodesk para a 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 na verdade não se aplica a eles. Mas temos outros clientes que estão realmente obtendo um bom valor por 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 podermos realmente alcançar a visão da Indústria 4.0, um primeiro passo importante é conectar melhor o fluxo de trabalho de design e fabricação. Essa é realmente a promessa do Fusion 360. Temos um excelente fluxo de trabalho projetado para uma peça usinada no Fusion. Você começará a ver esse fluxo de trabalho para aditivos surgir este ano. É realmente conectar os dados entre design e fabricação. Obviamente, existem conexões com processos posteriores, como controle e inspeção de qualidade, cadeia de suprimentos e logística, e assim por diante. Mas se não conectarmos os dados de design e produção, a visão da Indústria 4.0 nunca será concretizada. Então é aí que estamos nos concentrando no momento:conectar esse design ao fluxo de trabalho de fabricação.

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

É uma grande lacuna que vemos em toda a indústria manufatureira. Apenas a título de informação, temos muitos clientes que utilizam a nossa tecnologia de maquinação para criar moldes de injeção. Também fazemos a 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 saber qual porcentagem dos projetos que eles recebem de seus clientes 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 do seu processo de fabricação, eles não estão projetando com informações suficientes sobre o processo de fabricação. Quando terminam o projeto, eles o transferem para a operação de fabricação. O próximo passo é o que descrevo como “então começa a dança” – a dança entre o design e a fabricação, o vaivém, para conseguir algo que atenda aos requisitos do design e possa ser fabricado no tempo e no cronograma exigidos para o produto. Muito do que estamos tentando fazer é conseguir preencher essa lacuna. Queremos ser capazes de fornecer aos projetistas mais informações sobre os efeitos de suas decisões de projeto na operação de fabricação. Também precisa seguir o caminho oposto. Portanto, um engenheiro de produção pode procurar algumas oportunidades para economizar tempo ou custos na operação de fabricação que exigiria uma alteração no projeto. Eles não têm visibilidade do projetista para saber se farão essa alteração, se isso violará algum dos requisitos de engenharia da peça. Estamos realmente tentando preencher essa lacuna e ser capazes de fornecer insights aos profissionais que trabalham ao longo do processo de desenvolvimento de produtos para que possam ter os dados de que precisam no contexto em que precisam, para poder tomar melhores decisões.

Há alguma tendência na manufatura aditiva que o deixa entusiasmado?

É uma indústria em rápida evolução. Portanto, sempre há novas empresas e tecnologias sendo disponibilizadas. Algumas das tendências que estou vendo e nas quais estou particularmente interessado são os plásticos mais reforçados. A tecnologia de compósitos está avançando. Há uma série de empresas por aí que estão desenvolvendo processos interessantes para compósitos, que fornecem peças mais rígidas, peças mais personalizadas e peças que você não poderia fabricar de outra maneira. A tecnologia híbrida é outra tendência emergente bastante interessante. Ele oferece a vantagem de poder usar processos realmente tradicionais, como processos de soldagem, e poder aplicá-los de uma forma que você possa criar componentes de alto valor a um custo menor e com mais flexibilidade de projeto. Acho que continuaremos a ver os custos diminuindo e acelerando a melhoria desses processos. Acho que é isso que leva as pessoas a pensarem no uso de aditivos para aplicações de produção, onde só precisam de mil peças para 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. Mencionei os setores aeroespacial e médico, que possuem processos de certificação específicos, mas ainda estão lutando para fazer isso por aditivos. O terceiro, creio eu, é o design para capacidade aditiva. Para complicar ainda mais as coisas, os requisitos de design para diferentes indústrias são diferentes. Como você ministra uma aula geral sobre design aditivo com isso em mente? Também há limitações de 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 gera um arquivo STL e você trabalha com ele. Se precisar modificar algumas coisas, você terá que voltar para a ferramenta CAD, gerar novamente o arquivo STL e, em seguida, trabalhar nas modificações. Esse não é um processo muito eficiente. Por outro lado, poder fazer alterações e ver rapidamente o impacto no processo de impressão, nos materiais que você utiliza, dentro do ambiente CAD permite muito mais iterações e resulta em um processo mais eficiente. Também faz parte do que estamos tentando alcançar com o design generativo. O design generativo define o problema de engenharia e de negócios que você deseja resolver, todas as variáveis ​​que você possui e então 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 começará a ver fluxos de trabalho aditivos aparecerem no Fusion 360. Continuaremos as parcerias que já estabelecemos para criar fluxos de trabalho muito contínuos e eficientes para os clientes dessas máquinas. 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 comercial e industrial para soluções de produção de manufatura, incluindo usinagem subtrativa, impressão/fabricação aditiva, tecnologia híbrida e de compósitos. Ele é um líder reconhecido em projeto e fabricação generativos, simulação avançada, projeto estrutural aeroespacial e compósitos avançados. Ele é formado pelo MIT, Virginia Tech e pela Universidade de Dayton em Engenharia Aeroespacial e de Materiais.