Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> 3d printen

4 veelbelovende automatiseringstrends in additieve productie

Het automatiseren van AM-processen, van ontwerp tot postproductie, kan AM-adoptie aantrekkelijker maken voor fabrikanten.

Automatiseringsoplossingen, van robots tot software, kunnen touch-arbeid minimaliseren, kosten besparen en de consistentie en kwaliteit verbeteren.

Maar waar staan ​​we vandaag op het gebied van automatisering in additive manufacturing?

Het artikel belicht vier belangrijke trends die de ontwikkeling van automatiseringsoplossingen in AM stimuleren.

1. Ontwerpautomatisering

Het creëren van een digitale end-to-end workflow in AM begint met het automatiseren van het ontwerpproces.

Ontwerpautomatisering in AM is echter niet eenvoudig te realiseren. De meeste AM-onderdelen worden in de meeste gevallen nog handmatig ontworpen. Het tijdrovende, handmatige AM-ontwerpproces kan enkele uren ingenieurswerk vergen en kan oplopen tot 50% van de totale kosten van het onderdeel, volgens één case study.

Om het ontwerpproces efficiënter te maken, hebben softwarebedrijven in de branche de afgelopen jaren hun tools ontwikkeld.

Tegenwoordig kan de industrie geautomatiseerde oplossingen bieden die het ontwerpproces versnellen en ingenieurs in staat stellen snel ontwerpopties te beoordelen voordat ze iets op de machine printen.

Ford heeft bijvoorbeeld laten zien hoe automatisering de tijd voor het ontwerpen van tools kan verkorten van uren naar minuten.

Door samen te werken met een Duits softwarebedrijf, Trinckle, kreeg de autofabrikant toegang tot software die automatisch de geometrie van het gereedschap kon genereren om in de contouren van de auto te passen en de basis van de nieuwe mal te vormen. Met een simpele klik konden ingenieurs ook elementen toevoegen zoals handgrepen, magneetbevestigingen voor bevestiging en randgeleiders.

Het automatiseren van het ontwerpproces voor dit onderdeel heeft een aantal uren werk bespaard, waardoor de ontwerpstap teruggebracht is tot slechts 10 minuten. Ford gelooft dat deze aanpak het potentieel heeft om duizenden euro's per stuk gereedschap te besparen.

In een ander voorbeeld werkte hardwarefabrikant Stratasys samen met het softwarebedrijf nTopology aan een oplossing die het ontwerp van mallen en armaturen voor het FDM-proces automatiseert.

Deze nieuwe oplossing, de Fixture Generator genaamd, stelt ingenieurs in staat om gereedschapsonderdelen op een eenvoudige manier met slepen en neerzetten voor te bereiden. Het doet dit door het gebruik van de software-engine voor topologie-optimalisatie van nTopology, die onderdeelontwerpen optimaliseert met de toepassing voor eindgebruik in gedachten.

Door de AM-ontwerpstappen minder handmatig te maken, duidt dit op de voortdurende rijping van de 3D-printindustrie. Ontwerpautomatisering helpt AM-gebruikers de tijd en kosten te verminderen die gepaard gaan met handmatige ontwerpprocessen.

Wat nog belangrijker is, het zal nieuwe toepassingen en bedrijfsmodellen ondersteunen, zoals massaaanpassing, door de productie van ontwerpvariaties om te zetten in een geautomatiseerd, zeer efficiënt proces.

Verder lezen:3D-printen en massaaanpassing:waar zijn we vandaag?

2. Open API's stimuleren automatisering van het delen van AM-gegevens

De AM-industrie wordt steeds opener. Er komt een einde aan de dominantie van gesloten, propriëtaire systemen, aangezien steeds meer leveranciers van oplossingen op zoek zijn naar geïntegreerde, interoperabele 3D-printworkflows.

Een trend die dit ondersteunt, is het gebruik van open Application Programming Interfaces (API's). API is een software-tussenpersoon waarmee de ene softwaretoepassing met de andere kan communiceren. API's spelen een cruciale rol bij het integreren van ongelijksoortige systemen.

In AM, waar de workflow behoorlijk gecompliceerd en opgesloten kan zijn, erkennen de spelers in de industrie het belang van het bieden van een reeks API's die automatisering mogelijk maken en het gebruik van gegevens uitbreiden.

Onlangs hebben verschillende fabrikanten van 3D-printers hun API's vrijgegeven aan partners om een ​​naadloze gegevensstroom en integratie mogelijk te maken.

Een voorbeeld is onze recente samenwerking met HP, terwijl HP een open API leverde om te integreren met ons additieve MES-systeem. Dankzij deze integratie kunnen HP Multi Jet Fusion-gebruikers hun machines verbinden met onze software om gegevens over hun AM-systemen te bewaken en te verzamelen.

In dezelfde geest heeft Stratasys aangekondigd dat het de API-connectiviteit heeft verbeterd om de deur te openen voor eenvoudiger en snellere gegevensuitwisseling tussen zijn 3D-printers en bedrijfssoftwareoplossingen.

Deze voorbeelden wijzen op het feit dat de industrie zich in de goede richting beweegt om de kloof tussen hardwaremogelijkheden en softwaremogelijkheden te dichten. API's zullen de fundamentele brug tussen beide vormen en helpen bij het creëren van een geïntegreerd ecosysteem dat interoperabiliteit ondersteunt.

Verder lezen:5 opwindende trends in 3D-printsoftware

3. Postproductieprocessen automatiseren

Geschat wordt dat 46% van de AM-kosten van bedrijven verband houden met nabewerking, volgens het 2e jaarlijkse post-printing trendrapport van PostProcess.

Of het nu gaat om een ​​prototype, stuk gereedschap of een product voor eindgebruik, de meeste AM-onderdelen vereisen een zekere mate van nabewerking. Dit kan zo simpel zijn als het verwijderen van ondersteunend materiaal, maar kan ook sorteren, verven, polijsten en andere processen omvatten voordat het eindproduct klaar is voor gebruik. De meeste nabewerkingstaken zijn bijna volledig afhankelijk van handarbeid.

Dankzij recente ontwikkelingen op het gebied van machine learning en hardware en software voor nabewerking, is het nu mogelijk om bijna elk onderdeel van AM-nabewerking te automatiseren, waardoor de arbeidskosten worden verlaagd en de procesefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.

Er komen nieuwe systemen op de markt waarmee onderdelen automatisch uit het bouwplatform van een 3D-printer kunnen worden gehaald en vervolgens met behulp van geleide voertuigen naar het volgende nabewerkingsstation kunnen worden verplaatst.

Een aantal aanbieders van AM-machines heeft zich ook op een of ander niveau gecommitteerd aan automatisering. EOS heeft bijvoorbeeld een Shared Modules-concept ontwikkeld dat de fasen van uitrusten, uitpakken, transporteren en zeven van de AM-workflow integreert door verschillende modules, transportsystemen en een controlecentrumsoftware te combineren.

Om het binder jetting-proces te automatiseren, heeft ExOne, specialist in metaalbinder jetting, ook een concept uitgebracht van zijn nieuwe X1D1 Automatic Guided Vehicle (AGV), ontworpen om efficiënt transport van bouwdozen mogelijk te maken.

Wat ook spannend is, is het toenemende gebruik van meerassige robotsystemen die onderdelen van de 3D-printers naar de poederzeef-, reinigings- en afwerkingsstations transporteren.

Hardwarebedrijf Renishaw heeft laten zien hoe het gebruik van robots een van de meest tijdrovende processen in metaal AM kan automatiseren:het verwijderen van ondersteuningen. Het bedrijf werkte samen met een start-up, Additive Automations, die een robotsysteem heeft ontwikkeld voor het automatisch verwijderen van support.

Vroege resultaten toonden aan dat robotautomatisering van ondersteuningsverwijdering de gemiddelde kosten per onderdeel met maar liefst 25% zou kunnen verlagen. De robots die in dit proces worden gebruikt, hebben geïntegreerde krachtsensoren, die gegevens verzamelen om de geometrie van AM-onderdelen te bepalen.

De software analyseert vervolgens de gegevens met behulp van digitale tweelingtechnologie. De output wordt vervolgens gebruikt om te bepalen waar de ondersteuningsstructuren zijn, zodat ze kunnen worden verwijderd met behulp van een eindeffector-tool.

Bovendien zijn sommige bedrijven, zoals AM Flow, gespecialiseerd in modulaire oplossingen die snelle en geautomatiseerde identificatie van AM-onderdelen bieden, samen met sorteren, verzamelen, opzakken en transporteren. In de toekomst wil AM Flow geautomatiseerde ID-tagging ontwikkelen, wat de weg vrijmaakt voor volledige track &trace-mogelijkheden voor AM-onderdelen in een end-to-end gedigitaliseerde workflow.

Het automatiseren van nabewerking in AM verandert de economie volledig bij het opschalen van het gebruik van technologie. Het zorgt voor een veel grotere flexibiliteit in de fabriekslay-out en maakt het voor fabrikanten mogelijk om deze technologie te gebruiken voor digitale, snelle productie.

Meer lezen:3D-printen en robotica combineren om slimme fabrieken te creëren

4. Automatisering van orderafhandeling voor 3D-printen en AM-productiebeheer

Naast de directe kosten die gepaard gaan met handmatige nabewerking, zijn er ook verborgen kosten, zoals de tijd van de werknemer voor het citeren van onderdelen en het afhandelen van AM-orders en de tijd van de operator voor het plannen van afdruktaken.

Het berekenen van onderdeelkosten, het invoeren van gegevens in spreadsheets en het plannen van productie met behulp van onhandige oplossingen kan enkele uren per dag van de werknemer in beslag nemen, waardoor de productiviteit van AM wordt beperkt.

Nu AM snel volwassen wordt, realiseerden bedrijven zich al snel dat ze AM-productiebeheerprocessen moesten automatiseren om schaalbare groei te garanderen.

De behoefte aan een grotere productie-efficiëntie was het begin van de ontwikkeling van software voor workflowbeheer en productie-uitvoering (MES) gericht op AM-technologie.

Meer over MES:de beginnershandleiding voor additieve productie-uitvoeringssystemen

Tegenwoordig kunnen additieve MES- en workflowsoftware bedrijven helpen om arbeidskosten vrij te maken door middel van automatisering door voorheen handmatige processen te digitaliseren.

Een 3D-printfaciliteit van een wereldwijd 2D-print- en IT-bedrijf gebruikt bijvoorbeeld AMFG's MES-software voor het citeren van 3D-printonderdelen en het beheren van bestellingen. Door over te stappen van spreadsheets naar een geautomatiseerde oplossing, kon het bedrijf de offertetijd met bijna 80% verkorten.

Het automatiseren van processen voor orderafhandeling en productiebeheer in additive manufacturing zal AM uiteindelijk helpen om verder te gaan dan alleen een hulpmiddel voor toepassingen met een klein volume. Het zal de basis vormen voor schaalbare, geïntegreerde en kosteneffectieve massaproductie.

Verder lezen:uitdagingen op het gebied van additieve productie oplossen met MES

Hoe ver zijn we verwijderd van een volledig geautomatiseerde AM-fabriek?


Automatisering van AM-processen, van ontwerp tot afwerking, biedt een enorm potentieel voor kapitaalbesparingen door de arbeidskosten te verlagen en de productiviteit te verhogen.

Zoals werd aangetoond in een pilotproject genaamd NextGenAM, kan automatisering de productiekosten met maar liefst 50% verlagen. Bovendien kan geautomatiseerde productie meer consistentie in het proces brengen door menselijke fouten en afval te minimaliseren.

Automatiseringsoplossingen die vandaag op de markt verkrijgbaar zijn, zijn aanzienlijk geëvolueerd ten opzichte van de vroege projecten en pilots die ze slechts een paar jaar geleden waren.

Om volledig te profiteren van AM-automatisering, moeten bedrijven vandaag de transformatie beginnen om hun ervaring sneller in een concurrentievoordeel te kunnen omzetten.

Zoals met veel technologische transformaties, zullen de early movers en risiconemers die bereid zijn te wedden op automatisering in AM, de vruchten plukken van de digitale productie van de toekomst.

Ontdek hoe u AM kunt transformeren door middel van workflowautomatisering


3d printen

  1. Additieve productie versus subtractieve productie
  2. 5 redenen om uw postproductieplanning voor additieve productie te automatiseren
  3. 3 effectieve manieren om zich te ontdoen van repetitieve taken in additieve productie
  4. Industrialisatie van additieve productie:3 belangrijke trends in 2021
  5. Waar bevindt u zich in uw reis naar automatisering van additieve productie?
  6. Huidige trends in geautomatiseerde productielijnen
  7. COVID-19:automatiseringstrends in productie - Blue Yonder
  8. Additieve productie in elektronica
  9. CAD volledig benutten in het additieve productieproces
  10. Additieve productie in de lucht- en ruimtevaart
  11. 12 industrietrends die contractproductie vormgeven:additieve bewerking