Nieuw Amerikaans instituut hoopt stempel te drukken op additieve productie

Toevoegen. Dit gebouw in Youngstown, Ohio, zal de thuisbasis zijn van het nieuwe National Additive Manufacturing Innovation Institute.

Nationaal centrum voor productie en bewerking van defensie

De hardhouten vloeren in de schone, hightech woning van het nieuwe National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII) zijn een duidelijk teken dat dit niet de fabriek van je vader is.

Vorige week kondigde de Obama-administratie aan dat het het instituut zou lanceren, dat zal worden gehuisvest in een gerenoveerde industriële ruimte in Youngstown, Ohio, om een ​​renaissance in de Amerikaanse industrie te helpen leiden. Academische wetenschappers die betrokken zijn bij het instituut hopen dat het ook een bericht naar studenten zal sturen dat, in de woorden van een onderzoeker, "productie net zo cool is als werken voor Google."

Vaak 3D-printen genoemd, maakt additive manufacturing gebruik van een combinatie van nieuwe technologieën om dingen te maken door veel dunne lagen aan te brengen. Het verbruikt minder energie en materiaal dan traditionele bewerkingen, wat gebeurt door materialen weg te snijden. Bij additieve productie kloppen de handen van een werknemer eerder op toetsenborden dan in zware werkhandschoenen. De dagen van een fabriek als een donkere, vuile en lawaaierige plek zijn al lang voorbij, zegt Gary Fedder, hoofd van het Institute for Complex Engineered Systems aan Carnegie Mellon University (CMU) in Pittsburgh, Pennsylvania.

"Er zijn veel misvattingen over wat moderne productie is", zegt Fedder, een drijvende kracht achter NAMII. "In plaats van vonken te vliegen, zijn deze processen computergestuurd en moeten mensen die nieuwe vaardigheden leren."

CMU is een van de 70 entiteiten kleine en grote bedrijven, universiteiten, community hogescholen en non-profitorganisaties die deel uitmaken van NAMII. Vorige week koos het ministerie van Defensie (DOD) het National Center for Defense Manufacturing and Machining (NCDMM) in Latrobe, Pennsylvania, uit 13 aanvragers om het instituut te beheren, dat talent uit het driestatengebied van Noordoost-Ohio, westelijk, aanboort Pennsylvania en West Virginia. DOD levert $ 30 miljoen op gedurende 3 jaar en vier andere federale agentschappen hebben beloofd nog eens $ 15 miljoen bij te dragen. Bedrijven in het consortium zijn overeengekomen om $ 40 miljoen aan bijpassende financiering te verstrekken.

Het instituut is het eerste tastbare bewijs van de plannen van de administratie, aangekondigd in maart, om $ 1 miljard te investeren in 15 instituten die zouden dienen als regionale expertisecentra in alle productiesectoren. Vorige maand keurde de Raad van adviseurs voor wetenschap en technologie van de president het concept krachtig goed in een rapport over hoe het land zijn voorsprong in geavanceerde productie kon herwinnen. Het voorstel heeft echter weinig vooruitgang geboekt in het Congres, deels vanwege krappe budgetten en deels vanwege de traditionele afkeer van de Republikeinen voor alles wat op industriebeleid lijkt.

Dus in plaats van te wachten op goedkeuring door het congres, gaf het Witte Huis dit voorjaar groen licht voor DOD-functionarissen om een ​​wedstrijd te houden voor een proof-of-concept-instituut dat, zegt Fedder, "het Congres zou laten zien dat dit idee kan werken." De competitie werd in recordtijd uitgevoerd. Aanvragers hadden 35 dagen de tijd om hun voorstellen in te dienen, en 2 maanden later werd de winnaar bekendgemaakt tijdens een ceremonie in Youngstown met de waarnemend handelssecretaris en andere hoge ambtenaren van de administratie.

Die warp snelheid helpt Obama ook een campagneboodschap te versterken dat zijn administratie hard werkt om banen te creëren. "Dit instituut zal helpen ervoor te zorgen dat de productietaken van morgen wortel schieten niet in plaatsen zoals China of India, maar hier in de Verenigde Staten, " zei Obama in een verklaring over de prijs tijdens een campagneschommeling door het Midwesten.

NCDMM is in 2003 opgericht om het leger te helpen zijn supply chain te beheren door de kosten te verlagen en de kwaliteit te verhogen van de miljarden dollars aan onderdelen en systemen die het elk jaar koopt. En hoewel het aanvankelijk werd gefinancierd door een congres-oormerk, is het centrum nu zelfvoorzienend.

Het nieuwe instituut 'is geen typisch onderzoekscentrum', zegt Ralph Resnick, president van NCDMM, die het team heeft samengesteld dat het winnende voorstel heeft ingediend. "Niemand krijgt gegarandeerd een bepaald bedrag" uit het contract, legt hij uit. In plaats daarvan zal het instituut interne vergelijkende onderzoeken houden om problemen aan te pakken die het bestuur heeft geïdentificeerd als de meest dringende behoeften van de industrie. Naast het ondersteunen van onderzoek in industriële en academische laboratoria, bevat elke prijs een trainingscomponent om community colleges te helpen bij het opstellen van certificaten en 2-jarige opleidingen om ervoor te zorgen dat werkgevers voldoende gekwalificeerde werknemers kunnen vinden om aan te nemen.

"Het doel is dat universiteiten nauwer samenwerken met de industrie", zegt Fedder. "Wat de overheid wil is een entiteit om de kloof te overbruggen tussen toegepast onderzoek en iets om te zetten in een product. We weten dat wat niet zal werken een typisch [National Science Foundation (NSF)] centrum is, omdat er geen productie en geen geld is voor bedrijven om onderzoek te doen. "

Fedder, wiens complexe engineered systems-instituut een uitvloeisel is van een technisch onderzoekscentrum van NSF dat 15 jaar geleden is gesloten, erkent dat CMU en andere universiteiten een berekend risico nemen dat hun faculteitsleden voldoende intellectuele uitdagingen zullen vinden bij het aanpakken van problemen om de technologieën te ontwikkelen die onderbouwing van additieve productie. "Het instituut is een weddenschap van universiteiten dat er interessant werk te doen is, dat bedrijven helpt die bezig zijn met ontwikkeling", zegt Fedder. In termen van R&D zegt hij: "Het is absoluut grote D."

Overheidsinstellingen wedden ook dat het nieuwe instituut belangrijke aspecten van hun missie kan aanpakken. DOD heeft een visie op wat Fedder "snelle fabricage in eenheden van één" noemt, inclusief het maken van apparatuur en onderdelen op het slagveld die zijn afgestemd op de unieke omstandigheden waarmee zijn soldaten worden geconfronteerd. "De [civiele] wereld schreeuwt misschien niet om die objecten, " zegt Fedder, maar ze vormen een belangrijk onderdeel van de nationale veiligheid.

Additieve productie houdt de belofte in om de materiaalkosten tot 90% te verlagen en het energieverbruik te halveren, volgens een achtergrondverklaring van het Department of Energy (DOE) over zijn deelname aan het initiatief. DOE, dat al een productiedemonstratiefaciliteit in zijn Oak Ridge National Laboratory exploiteert, geeft het instituut dit jaar $ 5 miljoen en heeft in 2013 nog eens $ 5 miljoen toegezegd. Het National Institute of Standards and Technology hoopt ook in 2013 $ 5 miljoen bij te dragen in zijn missie behouden om industriestandaarden voor geavanceerde productietechnologieën te helpen ontwikkelen. NSF verwacht $ 1 miljoen te fiches.

Maar federale steun zal niet genoeg zijn om het succes van NAMII te verzekeren. Wat uiteindelijk het belangrijkst is, is het vermogen van de industrie om innovatieve technologieën te integreren in hoe het dingen sneller, beter en tegen lagere kosten maakt. En dat zal afhangen van de vaardigheden van degenen op de werkvloer.

Dat is de reden waarom Lorain County Community College in Elyria, Ohio, zo graag wilde toetreden tot het consortium, zegt Tracy Green, die aan het hoofd staat van het kantoor van de universiteit. "Onze gemeenschap heeft meer banen nodig", zegt Green, onder verwijzing naar de bestaande inspanningen van de hogeschool om mensen op te leiden voor lokale bedrijven die met microsystemen werken. "De industrie vraagt ​​om dit soort hulp. Maar de industrie moet ook bereid zijn ervoor te betalen. Dus wat wij aanbieden moet marktgestuurd zijn."