5 тенденций, определяющих будущее аддитивного производства [2021]

В 2020 году индустрия AM пережила тяжелый период и вновь привлекла внимание к производству. Продолжающаяся эволюция AM заставила нас задуматься о том, что ждет отрасль в 2021 году.

Итак, вот пять наших ключевых тенденций, которые определят будущее развитие AM.

1. Инновации в аддитивном программном обеспечении будут догонять

Программное обеспечение долгое время было узким местом в эволюции 3D-печати. Между аппаратными возможностями и программным обеспечением существовал разрыв, который стал еще более очевидным, когда 3D-печать начала развиваться как метод производства.

Программное обеспечение связывает каждый важный этап рабочего процесса AM, от заказа, проектирования деталей, подготовки сборки, планирования и мониторинга производства до доставки. Но до недавнего времени программные решения не были оптимизированы для уникальных аспектов 3D-печати.

В результате многие процессы выполнялись вручную или неэффективно, потому что компании использовали технологии, плохо оборудованные для AM.

В течение последних нескольких лет отрасль работала над устранением существующего разрыва, но все еще есть возможности для улучшения.

В 2021 году прогресс будет продолжаться, и крупные и малые софтверные компании будут уделять особое внимание программным решениям, отвечающим требованиям аддитивных технологий. Эта эволюция станет питательной средой для следующего поколения программных инструментов, которые подтолкнут AM к индустриализации.

2. Повышенное внимание к подключению машин

Одна из важнейших тенденций AM, которую мы ожидаем развить в 2021 году, - это упростить интеграцию решений AM (как программных, так и аппаратных) и их подключения к производственному цеху.

Закрытые или проприетарные системы AM долгое время доминировали на рынке оборудования AM. Такие системы обычно работают с материалами и программным обеспечением, предоставленным или одобренным производителем оборудования, и их нелегко интегрировать со сторонними решениями.

Хотя закрытый системный подход может быть прекрасным средством обеспечения надежности процессов, он часто рассматривается как ограничение сотрудничества и взаимодействия.

По мере того, как компании наращивают объемы операций с AM, им потребуется возможность беспрепятственно подключать свои машины и программное обеспечение к производственной среде. Использование разрозненных решений для технологии, основанной на подключении, - это путь в никуда для аддитивного производства.

Важно отметить, что мы являемся свидетелями того, что производители оборудования все чаще обращают внимание на системы, открытые для интеграции с производственными цехами.

Эта тенденция уже стала сильной в 2020 году:например, мы недавно объявили о сотрудничестве с HP, которое позволяет интегрировать системы HP AM с нашим дополнительным программным обеспечением MES.

Еще один пример, подтверждающий эту тенденцию, - это основа индустрии 3D-печати - Stratasys. В декабре компания объявила о расширении возможностей подключения для своих исторически закрытых компьютеров.

Это означает, что теперь будет проще соединять системы Stratasys со сторонним программным обеспечением, что дает пользователям возможность интегрировать свое аддитивное производство и управлять им с помощью программных приложений по своему выбору.

Возможность подключения к системе больше не является вариантом, а необходимостью для оборудования AM. Тем более воодушевляет то, что игроки индустрии AM начинают осознавать и удовлетворять эту потребность.

Подробнее об этом:как можно использовать мониторинг 3D-принтеров для масштабирования аддитивного производства?

3. Продолжающаяся конвергенция AM и AI

Искусственный интеллект и машинное обучение становятся неотъемлемой частью роста AM. Практически все звенья цепочки создания стоимости AM могут получить выгоду от ИИ, от разработки материалов, настройки станков, проектирования деталей и автоматизации рабочих процессов.

Вот почему мы ожидаем, что в 2021 году мы увидим большую интеграцию ИИ и технологии AM.

В области аппаратного обеспечения ИИ будет работать в паре с системами AM, чтобы обеспечить больший контроль и повторяемость процессов. Например, Inkbit сейчас разрабатывает систему машинного зрения на основе искусственного интеллекта, интегрированную в полимерную систему. Эта система сможет сканировать каждый из слоев 3D-печати и прогнозировать поведение материала в процессе печати.

Генеративный дизайн, уже получивший широкое признание как крупная цифровая инновация в AM, также может принести большую пользу с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.

На сегодняшний день генеративный дизайн в основном используется для оптимизации путей нагружения, где преобладают прочность и жесткость. Его также можно использовать в сценариях оптимизации температуры или вибрации.

Искусственный интеллект и машинное обучение выведут генеративный дизайн на новый уровень, открывая двери для новых дизайнов, которые будут полностью адаптированы к процессу AM.

Хотя нам может быть еще несколько лет до полностью развитой способности автоматически адаптировать дизайн к процессу, мы ожидаем, что в этом году произойдут ключевые улучшения, которые приблизят нас к этой цели.

Еще одна прекрасная возможность задействовать ИИ в индустрии AM - это его интеграция с системами управления производством. В AMFG, например, искусственный интеллект поддерживает наше дополнительное программное обеспечение MES для автоматизации ручных задач, таких как сбор данных.

В будущем возможности машинной аналитики могут быть применены для анализа собранных данных и подсказок, где можно улучшить производственные операции. В конечном итоге это позволит лучше понять, где находятся ключевые узкие места и как оптимизировать процесс, чтобы получить максимальную отдачу от AM.

В конечном счете, потребность в более умном и автономном AM предполагает, что возможности AI в аппаратном и программном обеспечении AM будут только расширяться.

4. AM будет стимулировать распределенное производство

Поскольку организации стремятся подготовить свои цепочки поставок к будущему, многие из них открываются для новых моделей и технологий цепочек поставок, которые позволят им снизить затраты или более гибко переключаться между производимой ими продукцией.

Эта потребность в большей гибкости и маневренности приведет к распределенному локализованному производству, основанному на аддитивном производстве.

AM может значительно сократить количество этапов, необходимых для изготовления сложных металлических или полимерных форм, сократить время выполнения заказа и облегчить переход к цифровым запасам. Эти преимущества делают его особенно привлекательным для распределенной модели производства.

Мы считаем, что 2021 год станет годом, когда все больше компаний начнут серьезно исследовать распределенное производство с помощью AM. Эта тенденция подтверждается недавним опросом HP, в котором говорится, что 59 процентов компаний в настоящее время оценивают гибридные модели, а 52 процента изучают возможность локализованного цифрового производства.

5. Следующая волна роста аддитивных MES

Для внедрения технологий цифрового производства, таких как AM, в конечном итоге потребуется программная основа, которая сможет поддерживать рост и масштабируемость AM в масштабах всей организации.

Вот почему мы наблюдаем повышенный интерес к системам управления производством (MES) для аддитивного производства. Программное обеспечение MES было разработано, чтобы упростить управление рабочим процессом AM путем автоматизации ключевых процессов, таких как управление заказами, планирование производства и мониторинг.

Проекты MES имеют подтвержденный послужной список преимуществ и теперь рассматриваются как стратегический уровень важности наряду с внедрением AM.

Однако для достижения этого уровня потребовалась многолетняя эволюция аддитивного программного обеспечения MES, которое пришлось разрабатывать для удовлетворения уникальных потребностей AM.

Несмотря на то, что современные возможности MES широко распространены, на горизонте еще много новых интересных разработок. Более тесная конвергенция с машинным обучением, расширенные возможности подключения к оборудованию, большая функциональная совместимость - все это уже работает сегодня, готовясь к следующей волне роста AM в 2021 году и в последующий период.

Готовы ли вы оседлать волну AM-тенденций?