iKuben satser på additiv produksjon
iKuben satser tungt på nytt tilbud om additiv produksjon for industrien. Målet er å øke konkurransekraften og omstillingsevnen til klyngedeltagerne.
Representant fra General Electric viser deler designet av kunstig intelligens og deretter 3D-printet i metall, til Olav Dyrkorn fra Brunvoll, Tore Fjørstad fra National Oilwell Varco og Aleksander Rise Gallala fra NCE iKuben.
Publisert 09.12.2019
NCE iKuben startet høsten 2019 et nytt tilbud innen additiv produksjon. iKubens mål er å hjelpe norsk næringsliv gjennom omstillingsprosesser ved hjelp av kompetanseheving og samarbeid.
Aleksander Rise Gallala leder satsingen, med operativ og strategisk bakgrunn som materialteknolog og daglig leder. Han deler tiden sin 40/60 mellom NCE iKuben og oppstartselskapet Corron, som er en spin-off fra vår deltagerbedrift Oshaug Metall.
Oppdatering: Aleksander jobber nå fulltid for Corron, og er ikke prosjektleder i iKuben lengre.
Lærer fra de fremste i verden
Satsingen ble sparket i gang med en studietur til noen av verdens fremste fagmiljøer innen additiv produksjon i München, Tyskland. 10 deltagervirksomheter fra arbeidsgruppen industriell produksjon deltok.
– Vi er i starten av en stor revolusjon i industriell produksjon. Kunstig intelligens og maskinlæring resulterer i grensesprengende design, som kan 3D-printes i ulike skalaer med ulike materialer. De største internasjonale industriaktørene bruker dette allerede, og det gjør også flere aktører i klyngen vår, sier Rise Gallala, prosjektleder for additiv produksjon i iKuben.
Fraunhofer IGCV - statlige forskere og privat næringsliv i tett samarbeid
Fraunhofer Institute for Casting, Composite and Processing Technology (IGCV) er et forsknings- og utviklingssenter for additiv produksjon, finansiert og eid av den tyske stat.
De tilbyr oppdragsforskning, rådgivningstjenester innen teknologi og optimalisering, material- og komponentanalyser og prototyping.
Med 27 000 ansatte, 72 institutt og forskningsenheter og et årlig budsjett på 2,6 milliarder euro, er Frauhofer Europas største applikasjonsorienterte forskningsinstitusjon.
Forskning tilgjengelig for klyngen
– Fraunhofer er en imponerende institusjon. Du kan si at det er som en enorm Sintef, med ekstrem ekspertise og utstyr. De har FoU-prosjekter med aktører som investerer tungt, som fly- og romfartsindustrien og militæret. Samtidig er de avhengige av bedriftscaser fra små og mellomstore bedrifter, det som tyskerne kaller Mittelstand. Gjennom EU-systemet er det muligheter for norske virksomheter å samarbeide og få tilgang til disse ressursene, sier Arne Larsen, prosjektleder for arbeidsgruppa Industriell produksjon i NCE iKuben.
Big business i dagens industri
Tore Fjørstad, Manager Structional & Mechanical i National Oilwell Varco, trekker frem den kommersielle bruken i dagens industri som en øyeåpner.
– Mitt inntrykk på forhånd var at dette var mer på forskningsstadiet. Flere eksempler vi ble presentert for var allerede veldig industrielle. Additiv produksjon er «big business», med sikkerhet i høysetet. Ta for eksempel fuel nozzle-delen som blir levert til blant andre Airbus. At slike komponenter kan gå gjennom kontrollregimene i flybransjen, betyr at våre mest kritiske komponenter sannsynligvis også kan produseres på samme måte etter hvert. Da må imidlertid printere kunne produsere komponenter som er langt større enn det som er mulig i dag.
(Saken fortsetter etter bildet)
Fuel nozzle-delen som blir levert til Airbus. Additiv produksjon tillater et mer effektivt design og bedre ytelse.
Et annet eksempel er bioniske braketter som GE utviklet for Airbus. Additiv tilvirkning førte til 30 % reduksjon i vekt og 75 % reduksjon i produksjonstid.
Maskinlaget optimalisering og design
– Det var veldig interessant å observere og lære om selve teknologien som er utviklet, som støvpålegging og lasersveising. For oss i National Oilwell Varco er også topology optimization software og generativt design utrolig spennende. Du kan be en computer om å lage ti designforslag til løsninger ut fra gitte kriterier, basert på nesten ubegrensede mulige valg, sier Fjørstad.
Slik software kan brukes til å gjennomgå store datasett, bruke funn som input i neste iterasjon, og deretter få datamaskinen til å komme med det mest optimale svaret. Det er dette som ligger til grunn for additiv produksjon.
– Resultatet er design som sjelden ligner noe et menneske med ingeniørbakgrunn ville lagd. Fordelene når det kommer til bæreevne og materialutnytting er store med generativt design. Du kan produsere konstruksjoner som er umulig å fremstille med dagens konvensjonelle metoder. Da åpner det seg en ny verden med muligheter vi tidligere ikke har hatt. Vi lager svære komponenter som veier mange tonn. Disse kan pr i dag ikke fremstilles i en 3D-printer, men vi ser allerede nytteverdien av å benytte topology optimization software for å optimalisere de produktene vi lever av å selge, sier Fjørstad.
Lær mer om Topology optimization vs generative design (youtube.com)
Generativt design sparer ressurser
General Electrics (GE) har investert milliarder og kjøpt opp mange firma med kompetanse på additiv produksjon. At de satser kommersielt understreker også at additiv produksjon har kommet forbi FoU-stadiet. GE Additive Customer Experience Center åpnet i desember 2017 for å støtte kunder i Europa.
Fordelt på 2 700 kvadratmeter har de egne områder for alle aspekt av den additive produksjonsprosessen, fra design til prototyping til ferdig produksjon. Egne områder er tilrettelagt for operativ trening og samarbeid innen additiv tilvirkning.
Arbeidsgruppa i Industriell produksjon hos GE Additive.
Et eksempel på ressursbesparingen ser du under. Først til venstre ser du en metallblokk før konvensjonell maskinering, og i midten av bildet avfall fra maskineringen. Øverst til høyre ser vi to deler med samme funksjonalitet. Den første er tradisjonelt tilvirket, den andre er designet av maskiner og 3D-printet. Under vises mengden råmateriale som ble brukt, ved siden av avfallsmengden fra ny, additiv produksjon.
(Saken fortsetter etter bildet)
1. Mengde metall som går med for å lage del nr. 3 på tradisjonell måte.
2. Avfallsmengde av metallspon fra maskineringsprosessen i tradisjonell tilvirkning.
3. Tradisjonell del formgitt ut fra hva som er lett å maskinere.
4. Ny del med samme egenskaper, basert på generativt design og printet i metall. Denne har samme bæreevne og styrke, men er optimalisert for å redusere materialbruk.
5. Mengden råmateriale som går med til å 3D-printe den nye delen.
6. Restavfall fra produksjon av den nye delen - først og fremst støttedeler.
Eksemplet over viser at å maskinere dagens design ikke er formålstjenelig sammenlignet med alternativet. Å 3D-printe i metall er derimot en rask prosess som reduserer avfall, materiale og vekt.
Èn motordel kan bestå av over 300 sammensatte deler - eller den kan 3D-printes i én prosess. Erik Belland fra Effee ser på en motordel hos GE Additive.
Deltagerne rapporterer at turen var nyttig.
– Turen var veldig interessant! Den overgikk mine forventninger og jeg ble positivt overrasket over hvor langt teknologien har kommet, hvor mange som satser mye, og i hvor stor skala det allerede produseres deler. Et veldig spennende aspekt er også at det burde ligge meget godt til rette for å utvikle denne typen industri i Norge fremover, sier Fjørstad.
Vi ser allerede resultater ute hos bedriftene.
Oshaug Metall tar inn 3D-printing i støperiprosesen etter klyngetur til München
Oshaug Metall AS har allerede satt i gang en ny prosess som resultat av turen. De ser på hvordan de kan ta 3D-printing inn som en del av sin verdikjede, og samarbeider med iKuben for å finne ut hvordan de går fram.
– Etter å ha sett mulighetene i løpet av Tysklandsturen fikk vi fart på ideen om å effektivisere en av støpeprosessene våre. Det dreier seg om å 3D-printe deler som blir laget på konvensjonelt vis i dag, sier Geir Berg Oshaug, produksjonssjef i Oshaug Metall AS.
Bedriften er allerede godt i gang. De benytter seg av 3D-printeren som klyngen eier og har stående i innovasjonslaben.
Les også: CreateView 3D-printet nytt undervannskamerahus på 3 dager ved hjelp av iKubens printere
Verdens største messe innen additiv produksjon
Klyngen besøkte også FormNext i Frankfurt, som er verdens fremste møteplass for additiv produksjon og industriell 3D-printing. Hundrevis av utstillere fra hele verden deler kunnskap om alt fra å designe og printe nye hofter og hjelpemidler innen helse, til romfart, programvare, maskinpark og materialvalg for prosessindustri.
Senker terskelen for industrien
iKuben-deltagere hos General Electrics i München.
Målet for klyngen er å øke kompetansen for å slik senke terskelen for additiv produksjon for klyngevirksomhetene.
– Det er vrient for en bedrift å sette seg inn i om additiv produksjon er noe for dem. Additiv tilvirkning kan være en større investering, mulighetene er mange, og det kan være utfordrende å vite om det lønner seg. Da er det mer formålstjenlig at klyngen står for det tilbudet, og viser virksomhetene hva som er mulig i en tidlig fase. Slik senkes terskelen, avslutter Aleksander Rise Gallala, prosjektleder for additiv produksjon i iKuben.
Disse virksomhetene var med til München for å lære om additiv produksjon
Vil du vite mer om hvordan din bedrift kan bruke additiv produksjon? Ta kontakt!
Arne Larsen, prosjektleder NCE iKuben
Telefon: 469 41 837
Del gjerne denne saken med nettverket ditt!