전문가 인터뷰:The Barnes Group Advisors의 설립자인 John Barnes, 적층 제조의 미래에 대해

적층 가공 내에서 전문 기술과 전문 지식의 필요성은 이 기술의 채택에 매우 중요합니다. 그러나 덧셈의 원리를 숙달하는 것은 가파른 학습 곡선과 상당한 시간 투자가 필요하기 때문에 결코 쉬운 일이 아닙니다. 이 문제를 완화하려는 회사 중 하나는 미국에 기반을 둔 적층 제조 컨설팅 회사인 Barnes Group Advisors입니다.

2017년 피츠버그에서 설립된 The Barnes Group Advisors(TBGA)는 기업이 적층 제조 산업화와 관련된 문제를 전략화하고 해결하도록 돕는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 위해 회사는 자문 서비스를 제공할 뿐만 아니라 교육 프로그램을 제공합니다.

이번 주 전문가 인터뷰에서는 회사의 설립자이자 전무이사인 John Barnes와 함께 인력 개발이 산업 성장에 핵심적인 이유와 이를 최대한 활용하는 데 무엇이 필요한지 알아보았습니다. 적층 제조의.

Barnes Group Advisor와 귀하가 제공하는 서비스에 대해 말씀해 주시겠습니까?

우리는 적층 제조의 변화와 성장을 보았고 기술이 점점 더 산업화되는 것을 보았기 때문에 2년 전에 회사를 시작했습니다.

TBGA에서 우리 모두는 엔지니어링 배경을 가지고 있으므로 적층 제조에 대한 다양한 산업의 접근 방식에 대한 자격 및 인증에 적극적으로 참여해 왔습니다. 대부분의 경우 우리는 기술 채택을 촉진했습니다. 예를 들어 내가 Arconic에 있을 때 우리는 Airbus A350의 첫 번째 티타늄 시리즈 생산 부품을 검증했습니다.

우리는 현재 13명으로 구성된 팀입니다. 그 중 많은 사람들이 저를 포함하여 중역급 직위를 역임했습니다. 저는 이전에 Arconic의 부사장이었습니다. ADDvisor® 서비스의 리더는 전 GKN Aerospace의 기술 책임자였던 Laura Ely입니다.

이 전문성을 바탕으로 우리는 기술 요구 사항을 전략적 접근 방식으로 변환할 수 있습니다. 우리는 CEO나 엔지니어링 부사장 등에게 적층 제조를 설명하는 것 사이에 틈새를 메워 그들이 전략과 관련된 일을 하도록 합니다.

고객이 수행하는 작업에 따라 공급망에서 고객이 어디에 적합한지 살펴본 다음 고객이 적층 제조에 참여하거나 적층 제조를 사용할 수 있는 방법에 대한 조언을 제공하려고 합니다.

교육 프로그램도 개발했습니다. 이것은 부분적으로 우리가 첨가제에 대해 더 이야기해야 한다는 요청을 기반으로 했습니다. 동시에 교육 프로그램을 구성할 수 있는지 묻는 한 고객이 있었습니다. 그들은 많은 엔지니어를 고용하여 대규모 AM 사업을 시작하기로 결정했습니다.

그러나 엔지니어들은 프로세스를 설계하는 방법을 몰랐고 그러한 지식 없이 회사는 재정적 목표. 그래서 우리는 교육 프로그램을 만들었습니다.

우리는 일반적으로 요구 사항 기반 접근 방식을 취합니다. 첫째, 우리는 그들의 제품에 대한 요구 사항이 무엇인지에 대해 고객과 논의합니다.

매우 자주 이것들은 성숙한 제품이며 원래 디자인한 사람들은 더 이상 존재하지 않습니다. 따라서 우리는 적층 제조를 판매하기 위해 존재하는 것이 아니라 더 낫거나 더 저렴한 부품을 만들 수 있도록 돕기 위해 존재합니다. 그리고 첨가제는 솔루션입니다. 그러나 요구 사항 기반 접근 방식으로 시작해야 나머지가 조금 더 쉬워집니다.

적층 가공에 어떻게 참여하게 되었나요?

저는 Sandia National Labs 및 9개의 다른 회사와 프로젝트에 서명한 현재 Honeywell Aircraft Engines에서 처음 일했습니다.

실험실의 몇몇 과학자들은 현재 직접 에너지 증착 기술로 알려진 기술을 중심으로 회사를 설립하기 위해 기업가적 휴학을 하고 있었고 분말을 공급원료로 사용했습니다. 그 회사는 오늘날 Optomec이라고 합니다. 그래서 성공적이었고 지금도 존재합니다.

프로젝트에 참여하는 것은 환상적인 기회였고, 그렇게 해서 시작하게 되었습니다.

저는 Lockheed Martin으로 이직하여 Skunk Works™를 위한 Manufacturing Exploration &Development라고 부르는 것을 실행했습니다. 그 시점에서 우리는 모든 형태의 적층 제조에 매우 적극적이었습니다.

방위 및 항공 우주의 경우 적층은 많은 질문에 답할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그래서 우리는 폴리머 시스템, 시트 라미네이션 시스템, 지향성 에너지 시스템, 파우더 베드 시스템을 적극적으로 탐구하고 있었고 금속 분말을 심층적으로 탐구하는 경로를 밟았습니다.

그때 나는 운이 좋게도 호주의 국립 과학 기관인 CSIRO에서 과제를 맡게 되었습니다. 나는 그들의 고성능 금속 프로그램의 책임자였습니다. 그 시점에서 많은 국립 연구소가 원하는 대로 적층 제조 분야에 존재하기를 원했기 때문에 적층 가공이 다시 한 번 부름을 받았습니다.

호주에서 첨가제는 많은 제조 문제를 해결하기 때문에 뛰어난 기술입니다. 이 나라는 대규모 제조 생산량이 없으며 첨가제는 더 작고 효율적인 제조 수량에 접근하는 방법입니다.

실험실 22를 설정했습니다. 다양한 적층 기술을 접목한 혁신 시설입니다. 이 연구실을 통해 우리는 회사가 들어와 기계에 액세스하고 제품을 개발할 수 있는 경로를 설정했습니다.

우리는 그것에 대해 상당한 연구를 했습니다. 호주의 중소 기업 환경은 광범위하며 단순히 기계에 100만 달러를 투자할 수 있는 더 큰 회사와 같은 돈이 없습니다. 그래서 우리는 업계에 이 새로운 기술에 대한 액세스 권한을 부여했습니다.

2015년에 미국으로 돌아왔을 때 저는 RTI International Metals라는 회사에 일하러 갔습니다. 이 회사는 나중에 Alcoa에 인수되었습니다. 아르코닉으로 바뀌었습니다. CEO는 티타늄 생산이 주주들이 원하는 속도로 증가하지 않을 것이라는 점을 인식했습니다.

그래서 그녀는 성형, 정밀 가공 및 텍사스에 있는 적층 제조 시설. 티타늄 분말과 적층 제조를 포괄하는 제 기술은 여기에서 매우 가치가 있었습니다.

그래서 저는 첨단 제조 부문의 R&D 쪽을 인수했습니다. 앞서 언급했듯이 우리는 궁극적으로 Airbus로부터 프로젝트를 수주했으며 Airbus A350에 대한 부품을 검증해야 했습니다.

<블록 인용>

비행기 부품을 만드는 것은 어려운 사업입니다. 또한 역사적으로 프로토타이핑 작업이었던 시설에서 제조 환경으로 전환하는 것도 매우 어렵습니다. 한 부분, 한 모양, 한 번 만들 때 한 가지입니다. 제조할 때 하나의 부품, 하나의 모양을 만들지만 1,000번을 해야 하므로 더 많은 서류 작업이 필요하고 특수 프로세스에 대한 자격을 얻는 것도 훨씬 더 많습니다.

당신은 특히 항공 우주 및 방위 분야에서 AM의 잠재력에 대해 언급했습니다. 해당 산업에서 적층 제조의 현재 상태를 어떻게 보고 있으며 주요 과제는 무엇입니까?

적층 제조는 파괴적인 기술이며 축복 및 파괴적인 기술의 저주는 온유한 사람들을 위한 것이 아니라는 것입니다. 약속을 해야 합니다. 그렇지 않으면 그 가치를 얻을 수 없습니다.

여기에는 인력 개발 구성 요소가 있습니다. 프로세스를 설계하는 방법을 모른다면 비즈니스 사례를 만들 수 없습니다. 적층 설계는 블록에서 금속을 제거하도록 전통적으로 훈련된 대부분의 엔지니어에게 반직관적입니다. 그래서 상황을 바꿔야 합니다.

항공우주, 방위 또는 의료와 같이 위험을 회피하는 산업을 선택하고 그들이 파괴적인 것을 채택하도록 하는 것은 매우 어렵습니다.

그러나 좋은 소식은 그들이 그렇게 하고 있다는 것입니다. 의료, 항공 우주 및 방위 산업은 모두 첨가제의 얼리 어답터였습니다. 우리는 계속해서 그 발전을 지켜보고 있습니다.

<블록 인용>

다른 수준으로 낮추면 그 인력 요소가 지금 매우 중요합니다. 기술을 제대로 이해하고 이를 활용하여 필요한 것을 얻기 위한 전략을 개발하고 개발할 만큼 충분히 기술을 이해하는 엔지니어, 관리자, 경영진이 충분하지 않습니다.

이것은 새로운 현상이 아닙니다. 전통적인 기술도 마찬가지입니다. 예를 들어, 재정비해야 할 때 재정비에 상당한 노력을 기울여야 합니다. 그리고 그것은 아래에서 위로 회사에 영향을 미칩니다. 첨가제도 다르지 않습니다.

적층 제조를 위한 설계 방법을 아는 것이 왜 그렇게 중요한가요?

첨가제를 설계하는 방법을 모른다면 첨가제의 비용 대비 성능 이점을 얻을 수 없습니다.

사람들은 일반적으로 비용 절감이나 이익이 수반되는 경우에만 새로운 기술을 채택하는 경향이 있습니다. 따라서 새로운 기술은 기존 기술이 했던 모든 작업을 수행해야 하지만 더 좋고 빠르고 저렴해야 합니다. 비즈니스 케이스가 이를 통과하지 못하면 프로젝트를 수행할 의미가 없습니다.

우리는 무게가 돈이라는 비유를 합니다. 그리고 첨가제의 세계에서 무게는 시간과 같고 시간은 항상 돈과 같습니다. 따라서 재료가 많을수록 인쇄하는 데 시간이 오래 걸리므로 비용이 더 많이 듭니다.

어려운 개념입니다.

<블록 인용>

기계의 가격을 통제할 수 없고 재료의 가격을 통제할 수 없습니다. 하지만 할 수 있는 통제는 당신의 디자인입니다. 설계에 따라 기계가 실행되는 기간과 이후에 진행되는 모든 후처리가 결정됩니다. 그리고 제대로 하지 않으면 비용 목표를 달성할 수 없습니다.

엔지니어는 적층 부품으로 비용이 증가할 수 있는 방법을 알아야 하기 때문에 교육 과정에서 적층에 대해 이야기할 뿐만 아니라 적층 제조의 비용 동인도 살펴봅니다.

AM 내에서 이러한 기술 격차를 해소하기 위해 무엇을 할 수 있거나 수행하고 있습니까?

좋은 소식은 매년 더 많은 리소스가 있다는 것입니다. 지금은 온라인 리소스도 있습니다.

예를 들어, 저희 회사는 Purdue University를 통해 AM에 관심이 있는 사람들을 위한 온라인 인증서를 만들었습니다. 엔지니어/관리자 트랙과 임원 트랙이 있습니다. 당신은 아무것도 알 필요가 없습니다, 당신은 과정을 능가하기 위해 공학 학위가 필요하지 않습니다. 그리고 온라인에서 사용할 수 있습니다.

MIT도 온라인 과정을 진행했으며 AM도 비슷하게 생각하고 학생에게 선택권을 줍니다. Purdue와 함께 우리는 전문직 종사자이고 시간이 많지 않은 사람들을 대상으로 코스를 설계했습니다.

고품질 온라인 콘텐츠가 있습니다. 이 콘텐츠는 덧셈에 대한 배경 지식이 없는 사람들을 중급 수준까지 끌어올리는 데 도움이 됩니다.

오늘날 학습의 본질은 바꾸다. 이제 인터넷을 통해 매우 먼 지역에서 고품질 정보 및 교육에 액세스하는 것이 가능합니다. 내가 좋아하는 것은 이제 온라인 액세스가 특정 사회 경제적 배경이나 성별에 편향되지 않는다는 것입니다.

내가 적층 가공에 대해 정말 좋아하는 것 중 하나는 적층 가공을 제조로 간주하지 않기 때문에 많은 젊은이들이 적층 가공을 하게 되었다는 것입니다. 멋지네요.

우리는 상황에 대한 두뇌가 많을수록 상황이 더 좋아질 수 있도록 육성하려고 노력합니다.

산업은 완제품 제조 쪽으로 꾸준히 변화하고 있습니다. 그것에 대해 어떻게 생각하세요? 그 지점에 도달하려면 무엇을 더 해야 합니까?

우리가 가깝다고 생각합니다. 우리는 "이 그룹은 최초의 3D 인쇄된 왼손 드라이버 핸들을 만들었습니다"와 같은 헤드라인을 덜 보고 "이 회사는 이 자동차 또는 이 기차에 적층 제조를 채택했습니다"와 같은 헤드라인을 보고 있습니다.

이러한 변화는 사양, 작업 지침 및 특히 이와 함께 수행해야 하는 공급망 이니셔티브에 대해 이야기할 때 그다지 재미있지 않은 많은 노력을 나타냅니다.

또한 현재 많은 Tier 1 및 Tier 2 공급업체와 비교적 소규모의 기계 가공업체가 참여하고 있습니다. 그들은 우리에게 다가와 “이제 우리가 참여할 때인가요? 우리는 어디에 있습니까? 우리는 무엇을 해야 합니까?”

우리는 "4가지 렌즈"라고 하는 표준 프로세스가 있습니다. 기계, 재료, 제품과 모든 데이터, 마지막으로 사람을 포함하는 디지털 공간입니다.

우리는 이를 TBGA AM 성숙도 모델과 결합합니다. 우리는 AM을 사용하는 데 필요한 제품 요구 사항과 기술의 균형을 유지하려고 노력합니다. 제품 요구 사항을 살펴본 다음 해당 경로로 이동하면서 기술 및 기능과 일치시킬 수 있어야 하는 5단계 매트릭스가 있습니다.

레벨 0에서는 프로토타이핑의 세계입니다. 이러한 제품 요구 사항을 충족하기 위해 적층 제조에 대한 많은 작업 지침, 사양 또는 엄청난 기술이 필요하지 않습니다.

그런 다음 도구 및 상점 보조 도구로 이동하고 거기에서 조금 더 알아야 합니다. 그러나 고객에게 부품을 제공하지 않기 때문에 조금 더 쉽습니다.

그런 다음 부품 교체 및 부품 통합에 들어갑니다. 상단에서 이 부분은 첨가제로만 만들 수 있습니다. 해당 규모로 이동함에 따라 능력, 이해 및 교육이 추가로 증가해야 합니다. 그렇지 않으면 매우 위험한 제안이 됩니다.

우리는 대부분의 사람들이 레벨 0과 레벨 1에서 매우 능숙해지는 것을 봅니다. 그들은 이제 기존 부품에 대한 추가 부품을 교체하려고 하는 이 대체품으로 이동하고 있습니다. 부품이 다른 프로세스를 위해 설계되었기 때문에 어렵습니다. 첨가제용으로 설계되지 않은 경우 비즈니스 사례를 만들기가 매우 어렵습니다.

이제 제조 공정에서 공급망을 방해하고 있기 때문에 이를 벗어나려면 추가 위험이 필요합니다. 그리고 우리는 지금 많은 사람들이 있는 곳을 봅니다. 그들은 2단계에서 3단계로 이동하여 비즈니스 측면이 더 쉬워지는 시점을 파악하려고 노력하고 있습니다.

당신이 기대하는 첨가제의 발전 사항이 있습니까?

일반적으로 우리가 보는 것은 많은 과학이 이제 이 세상을 따라잡고 있다는 것입니다. 이제 우리는 어떤 프로세스가 작동하는지 더 잘 이해하게 되었고 기계는 훨씬 더 빨라지고 있습니다. 모두 매우 긍정적입니다.

<블록 인용>

재료 엔지니어로서 저는 폴리머와 금속 모두에서 이 공간의 재료에 대한 엄청난 잠재력을 보고 있습니다. 이제 당신은 무언가를 제조하기 위해 엄청난 양의 재료를 보유하지 않아도 되기 때문에 잠재력이 큽니다. 가장 많은 혜택을 받을 사람들은 디자인 및 재료 엔지니어라고 생각합니다. 지금이 그들이 빛날 때라고 생각합니다.

적층 제조는 모든 면에서 정말 개선되고 있으며 일부 격차를 메우기 위해 더 많은 솔루션이 개발되고 있는 것처럼 보입니다. 이는 모두 산업화 경로의 일부입니다. 첨가제를 사용하면 모든 것이 개선되고, 그것은 나에게 흥미진진한 일입니다.

사람들은 다른 산업에서 사용하던 기존 장비를 수정하면서 후처리 측면으로 이동하고 있습니다.

소프트웨어 측면도 새로운 설계 도구와 MES/워크플로 소프트웨어 시스템과 함께 매우 강력하게 등장하고 있습니다.

또 다른 흥미로운 점은 2세대 광중합 기술입니다. 우리는 상당한 양의 신생 기업을 상대하며 모든 사람이 새로운 아이디어, 새로운 방향, 프로세스에 대한 새로운 사고 방식을 가지고 있습니다.

MES 또는 워크플로 소프트웨어 시스템에 대해 간략하게 언급하셨습니다. MES와 워크플로우 소프트웨어의 중요성과 이것이 AM의 산업화에 어떻게 기여할 수 있다고 생각하십니까?

AM 프로세스, 위험을 관리하고 작업 재고를 개선하는 데 도움이 되는 모든 것은 비즈니스 측면에서 도움이 됩니다.

항공우주 및 의료 분야는 매우 우수한 품질과 안전 기록을 보유하고 있습니다. 그들은 새로운 기술에 대한 위험을 기꺼이 감수하지 않으며 시스템이 작동하는 곳이라고 생각합니다.

저는 또한 MES 시스템을 통해 지식인을 더 잘 보호할 수 있는 엄청난 기회를 보고 있습니다. 자산뿐만 아니라 다양한 프로세스에서 수익을 창출할 수 있는 능력.

저는 이제 일부 새로운 도구가 출시되어 3D 프린팅 파일이 어디로 가는지 추적하고 파일이 올바른지 확인할 수 있는 더 나은 방법이 있다고 생각합니다. 이러한 관리 소프트웨어 도구를 사용하면 일반적인 품질 보증 문제가 개선됩니다.

Barnes Group Advisors에 대해 자세히 알아보려면 다음을 방문하십시오. https://www.thebarnes.group/