Így fejlesztik az intelligens 3D nyomtatást

A minőség jelent az egyik legnagyobb kihívást az additív gyártási technológiák számára. A technológiai változók, a gép állapota és a munkakörnyezeti feltételek (például hőmérséklet és páratartalom) folyamatos ellenőrzése mind hozzájárul a gyártási ciklus stabilitásának, megismételhetőségének és hatékonyságának biztosításához.

A Caracol szorgalmasan dolgozott azon, hogy ezt a technológiát bevezesse a Heron additív gyártási rendszereibe, hogy a legmagasabb fokú megbízhatóságot és ismételhetőséget biztosítsa a folyamat számára. A felügyeleti rendszerek általában teljesen automatizált módon, a gépekre szerelt érzékelők széles skáláján keresztül észlelik a lehetséges veszélyeket és váratlan viselkedéseket, teljesítményproblémákat vagy a nem megfelelőségi problémákat. Algoritmusok használatával és a gépi tanulás kiaknázásával az adatok kinyerése, tárolása és megjelenítése valós idejű, szemléletes vizualizációkon keresztül történik.

Az automatikus észlelési és jelzési funkciók megalapozzák a folyamatparaméterek gyártósoron belüli beállítását. Az automatikus módosítás a nyomtatási folyamat közben történik, hogy magát a hibát mérsékelje vagy kijavítsa, és így megelőzze a gyártási hulladék vagy hiba keletkezését. Ezen túlmenően az ipari 3D nyomtatókba integrált felügyeleti- és vezérlőrendszerek pozitív hatása a folyamat során felhasznált erőforrások jelentős optimalizálását eredményezi.

A Caracol céljai

A Caracol az olasz gazdaságfejlesztési minisztérium által finanszírozott projektben, az Intelligens vezérlőrendszer a robotizált nagyméretű additív gyártási rendszerhez című projektben vett részt.

A MADE kompetenciaközponttal és a Politecnico di Milanóval való együttműködés révén a vállalat 2023 végére több célt is el akart érni, többek között: a robotizált nagy formátumú additív gyártási rendszerek nyomtatási folyamata során előforduló gyakori problémák azonosítása, a kapcsolódóan keletkező, az extrudált anyag lerakódását befolyásoló hibák meghatározása és jellemzése; az érzékelők típusainak és helyes elhelyezésüknek azonosítása, hogy a folyamatfigyelés és -ellenőrzés megfelelő adatait gyűjthessék; tesztelés és próbák elvégzése a javasolt érzékelők integrációjának hatékonyságának felmérése érdekében; próbák elvégzése az anyagminőségi problémákhoz kapcsolódó kockázatok csökkentésére a szálerősítésű polimerek és az új anyagok tekintetében; valamint egy adatgyűjtő és elemző rendszer azonosítása az anomáliák észlelése és nyomon követése érdekében, miközben betekintést nyújt a döntéshozatal támogatásához.

A projekt végrehajtási fázisában a Caracol nagy formátumú additív gyártási rendszerét, a Heront mintegy tíz érzékelővel szerelték fel. Különböző paramétereket követhettek nyomon, többek között a rendszer és alkatrészeinek áramfogyasztását, a munkakörnyezet hőmérsékletét és páratartalmát, az extrudálás hőmérsékletét, az extruder esetleges ütéseit és rezgéseit, az extruder csigamotorja által fogyasztott energiát és még sok mást. Mindezen jelek regisztrálásával és az adatok összegyűjtésével létrehozták a nyomtatott alkatrész digitális ikertestvérét - lehetővé téve az anyagleadással kapcsolatos problémákkal érintett területek azonosítását. A Caracol emellett gépi öntanuló algoritmusokat fejlesztett ki a hibák automatikus azonosítására és riasztások generálására.

Az alkalmazottak és az ügyfelek támogatása

Az ilyen eszközök használata több szempontból is pozitívan befolyásolhatja a gyártási folyamatokat és a vállalatokat. Először is megkönnyíti az üzemirányítók munkáját a döntéshozatal támogatásaként, segíti a minőségügyi és karbantartási osztályok feladatait. Segít az operatív vezetők számára a termeléshez szükséges erőforrások, például az energiafogyasztás felhasználásának előrejelzésében.

A projekt befejezése a Caracol számára a további fejlesztések szakaszát nyitotta meg. A vállalat ezeket az intelligens 3D nyomtatási megoldásokat kívánja bevezetni annak érdekében, hogy az ügyfelek számára előnyös legyen, ha azonnal értesítést kapnak a felmerülő nyomtatási problémákról, és automatizált korrekciós intézkedéseket vezethetnek be. A Caracol végső célja mindig a nyomtatott alkatrészek legjobb minőségének biztosítása a költségek minimalizálása és a folyamat hatékonyságának maximalizálása mellett – írja a VoxelMatters.