5 trends die de toekomst van additieve productie vormgeven [2021]

In 2020 maakte de AM-industrie zowel een moeilijke periode door als een hernieuwde focus in de productie. De voortdurende evolutie van AM deed ons afvragen wat 2021 voor de industrie in petto heeft.

Dus hier zijn onze vijf belangrijkste trends die de toekomstige ontwikkelingen van AM zullen bepalen.

1. Additieve software-innovatie zal een inhaalslag maken

Software is lange tijd een knelpunt geweest in de evolutie van 3D-printen. Er is een kloof ontstaan ​​tussen hardwaremogelijkheden en softwaremogelijkheden, die alleen maar duidelijker werd toen 3D-printen volwassen begon te worden als productiemethode.

Software koppelt elke cruciale stap in de AM-workflow, van bestellen, onderdeelontwerp, bouwvoorbereiding, productieplanning en -bewaking tot levering. Maar tot voor kort waren softwareoplossingen niet geoptimaliseerd voor unieke aspecten van 3D-printen.

Als gevolg hiervan waren veel processen handmatig of inefficiënt, omdat bedrijven de technologieën gebruikten die slecht waren uitgerust voor AM.

De afgelopen jaren heeft de industrie gewerkt aan het dichten van de bestaande kloof, maar er is nog ruimte voor verbetering.

In 2021 zal de vooruitgang worden voortgezet, waarbij grote en kleine softwarebedrijven zich richten op softwareoplossingen om te voldoen aan de vereisten van additieve technologieën. Deze evolutie zal de volgende generatie softwaretools voeden die AM naar de industrialisatie zullen stuwen.

2. Meer focus op machineconnectiviteit

Een van de grootste AM-trends die we in 2021 verwachten te vorderen, is dat AM-oplossingen (zowel software als hardware) gemakkelijker te integreren en te verbinden zijn met de productievloer.

Gesloten of propriëtaire AM-systemen hebben lange tijd de AM-hardwaremarkt gedomineerd. Dergelijke systemen werken doorgaans met materialen en software die worden geleverd of goedgekeurd door de OEM van de machine en zijn niet gemakkelijk te integreren met oplossingen van derden.

Hoewel de benadering met gesloten systemen geweldig kan zijn voor het waarborgen van procesbetrouwbaarheid, wordt het vaak gezien als een beperking van de samenwerking en connectiviteit.

Naarmate bedrijven hun AM-activiteiten opvoeren, zullen ze de mogelijkheid nodig hebben om hun machines en software naadloos aan te sluiten op hun productieomgevingen. Het gebruik van silo-oplossingen voor de technologie die gedijt op connectiviteit, is een weg naar nergens voor additieve productie.

Belangrijk is dat we zien dat hardwarefabrikanten hun focus steeds meer verleggen naar systemen die openstaan ​​voor integratie met de fabrieksvloer.

Deze trend was al sterk in 2020:zo kondigden we onlangs de samenwerking met HP aan, waardoor HP AM-systemen kunnen worden geïntegreerd met onze additieve MES-software.

Een ander voorbeeld dat de trend ondersteunt, komt van Stratasys, de steunpilaar van de 3D-printindustrie. In december kondigde het bedrijf de uitbreiding aan van de connectiviteitsmogelijkheden voor zijn historisch gesloten machines.

Dit betekent dat het nu gemakkelijker zal zijn om de systemen van Stratasys te verbinden met software van derden, waardoor gebruikers de mogelijkheid hebben om hun additieve productie te integreren en te beheren met behulp van softwaretoepassingen van hun keuze.

Systeemconnectiviteit is voor AM-voorzieningen niet langer een optie, maar een noodzaak. Het is des te bemoedigender om te zien dat de spelers in de AM-industrie deze behoefte beginnen te herkennen en aan te pakken.

Meer hierover: Hoe kunt u 3D-printerbewaking gebruiken om additieve productie te schalen?

3. De voortdurende convergentie van AM en AI

Kunstmatige intelligentie en machine learning worden een integraal onderdeel van AM-groei. Bijna alle onderdelen van de AM-waardeketen kunnen profiteren van AI, van materiaalontwikkeling, machine-instelling, onderdeelontwerp en workflowautomatisering.

Daarom verwachten we dat we in 2021 meer integratie zullen zien tussen AI en de AM-technologie.

In de hardwareruimte zal AI worden gekoppeld aan AM-systemen om meer procescontrole en herhaalbaarheid mogelijk te maken. Inkbit ontwikkelt nu bijvoorbeeld een op AI gebaseerd vision-systeem dat is geïntegreerd in een polymeersysteem. Dit systeem kan elk van de 3D-printlagen scannen en het materiaalgedrag tijdens het printproces voorspellen.

Generatief ontwerp wordt al algemeen erkend als een belangrijke digitale innovatie in AM, maar kan ook enorm profiteren van AI en machine learning.

Tot op heden is generatief ontwerp meestal gebruikt om belastingspaden te optimaliseren waar sterkte en stijfheid domineren. Het kan ook worden gebruikt in scenario's voor thermische of trillingsoptimalisatie.

AI en machine learning zullen generatief ontwerp naar een hoger niveau tillen en de deur openen voor nieuwe ontwerpen die volledig kunnen worden aangepast aan het AM-proces.

Hoewel we misschien een paar jaar verwijderd zijn van het volledig ontwikkelde vermogen om ontwerpen automatisch aan het proces aan te passen, verwachten we dat dit jaar belangrijke verbeteringen zullen plaatsvinden die ons dichter bij dit doel zullen brengen.

Een andere geweldige kans om AI in de AM-industrie aan het werk te zetten, is door het te integreren met productie-uitvoeringssystemen. Bij AMFG stuurt kunstmatige intelligentie bijvoorbeeld onze additieve MES-software aan om handmatige taken zoals het verzamelen van gegevens te automatiseren.

In de toekomst kunnen machine-analysemogelijkheden worden toegepast om de verzamelde gegevens te analyseren en te suggereren waar verbeteringen aan de productieactiviteiten kunnen worden aangebracht. Uiteindelijk zal het meer inzicht geven in waar de belangrijkste knelpunten zich bevinden en hoe het proces kan worden geoptimaliseerd om het meeste uit AM te halen.

Uiteindelijk suggereert de behoefte aan slimmere, meer autonome AM dat AI-mogelijkheden binnen AM-hardware en -software alleen maar zullen toenemen.

4. AM zal gedistribueerde productie stimuleren

Terwijl organisaties hun toeleveringsketens toekomstbestendig willen maken, stellen velen van hen zich open voor nieuwe toeleveringsketenmodellen en -technologieën waarmee ze de kosten kunnen verlagen of flexibeler kunnen schakelen tussen de producten die ze produceren.

Deze behoefte aan meer flexibiliteit en wendbaarheid zal leiden tot een gedistribueerde, gelokaliseerde productie, aangedreven door additieve productie.

AM kan het aantal stappen dat nodig is om complexe metalen of polymeervormen te maken drastisch verminderen, doorlooptijden versnellen en de overstap naar digitale inventarissen vergemakkelijken. Deze voordelen maken het bijzonder aantrekkelijk voor het gedistribueerde productiemodel.

We zijn van mening dat 2021 het jaar zal zijn waarin meer bedrijven gedistribueerde productie serieus gaan onderzoeken met AM. Deze trend wordt ondersteund door een recent onderzoek van HP, waaruit blijkt dat 59 procent van de bedrijven momenteel hybride modellen evalueert en 52 procent onderzoekt naar gelokaliseerde digitale productie.

5. De volgende groeigolf in additieve MES

De adoptie van digitale productietechnologieën zoals AM vereist uiteindelijk een softwarebasis die de groei en schaalbaarheid van AM in de hele organisatie kan ondersteunen.

Daarom zien we een toenemende interesse in Manufacturing Execution Systems (MES) voor additive manufacturing. MES-software is ontworpen om de AM-workflow beter beheersbaar te maken door belangrijke processen zoals orderbeheer, productieplanning en monitoring te automatiseren.

MES-projecten hebben een bewezen staat van dienst van voordelen en worden nu gezien als een strategisch niveau van belang naast AM-adoptie.

Om dit niveau te bereiken, was echter een jarenlange evolutie van additieve MES-software nodig, die moest worden ontwikkeld om aan de unieke behoeften van AM te voldoen.

Hoewel de MES-mogelijkheden van vandaag verreikend zijn, zijn er nog steeds veel nieuwe opwindende ontwikkelingen aan de horizon. Nauwere convergentie met machine learning, geavanceerde connectiviteit met hardware, grotere interoperabiliteit - dit alles is nu al in de maak en bereidt zich voor op de volgende groeigolf in AM in 2021 en daarna.

Ben je klaar om mee te gaan met de golf van AM-trends?