4 Перспективные тенденции автоматизации в аддитивном производстве

1. Автоматизация проектирования

Создание непрерывного цифрового рабочего процесса в AM начинается с автоматизации процесса проектирования.

Однако автоматизации проектирования в AM добиться непросто. Большинство деталей AM в большинстве случаев по-прежнему разрабатываются вручную. Согласно одному исследованию, трудоемкий процесс ручного проектирования AM может занять несколько часов работы инженера и составить до 50% от общей стоимости детали.

Чтобы сделать процесс проектирования более эффективным, компании-разработчики программного обеспечения в отрасли в последние несколько лет развивают свои инструменты.

Сегодня отрасль может предложить автоматизированные решения, которые ускоряют процесс проектирования и позволяют инженерам быстро оценивать варианты дизайна, прежде чем печатать что-либо на машине.

Например, Ford продемонстрировал, как автоматизация может сократить время на разработку инструментов с часов до минут.

Благодаря партнерству с немецкой компанией-разработчиком программного обеспечения Trinckle автопроизводитель получил доступ к программному обеспечению, которое могло автоматически генерировать геометрию инструмента, соответствующую контуру автомобиля, и формировать основу для нового приспособления. С помощью простого щелчка инженеры также могли добавлять такие элементы, как ручки, магнитные крепления для фиксации и направляющие края.

Автоматизация процесса проектирования этой детали позволила сэкономить несколько часов работы, сократив этап проектирования до 10 минут. Форд считает, что такой подход может сэкономить тысячи евро на каждый инструмент.

В другом примере производитель оборудования Stratasys сотрудничал с компанией-разработчиком программного обеспечения nTopology над решением, которое автоматизирует проектирование приспособлений и приспособлений для процесса FDM.

Это новое решение, получившее название Fixture Generator, позволяет инженерам готовить детали инструмента простым перетаскиванием. Это достигается за счет использования программного обеспечения nTopology для оптимизации топологии, которое оптимизирует конструкцию деталей с учетом конечного приложения.

Сокращение количества этапов проектирования AM, выполняемых вручную, свидетельствует о продолжающемся развитии индустрии 3D-печати. Автоматизация проектирования поможет сторонникам AM сократить время и затраты, связанные с процессами ручного проектирования.

Что еще более важно, он будет поддерживать новые приложения и бизнес-модели, такие как массовая настройка, путем превращения создания вариантов дизайна в автоматизированный, высокоэффективный процесс.

Дополнительная литература:3D-печать и массовая настройка:где мы сегодня?

2. Открытые API обеспечивают автоматизацию обмена данными AM

Индустрия AM становится более открытой. Доминирование закрытых проприетарных систем подходит к концу, поскольку все больше поставщиков решений стремятся создать интегрированные, функционально совместимые рабочие процессы 3D-печати.

Одной из тенденций, поддерживающих это, является использование открытых интерфейсов прикладного программирования (API). API - это программный посредник, который позволяет одному программному приложению взаимодействовать с другим. API-интерфейсы играют критически важную роль в интеграции разнородных систем.

В AM, где рабочий процесс может быть довольно сложным и разрозненным, игроки отрасли осознают важность предоставления набора API-интерфейсов, которые позволяют автоматизировать и расширять использование данных.

Недавно несколько производителей 3D-принтеров предоставили партнерам свои API-интерфейсы, чтобы обеспечить беспрепятственный поток данных и интеграцию.

Одним из примеров является наше недавнее сотрудничество с HP, когда HP предоставила открытый API для интеграции с нашей аддитивной системой MES. Эта интеграция позволяет пользователям HP Multi Jet Fusion подключать свои машины к нашему программному обеспечению для мониторинга и сбора данных о своих системах AM.

В аналогичном ключе Stratasys объявила, что улучшила возможность подключения к API, чтобы открыть дверь для более простого и быстрого обмена данными между ее 3D-принтерами и корпоративными программными решениями.

Эти примеры указывают на тот факт, что отрасль движется в правильном направлении к сокращению разрыва между возможностями аппаратного обеспечения и возможностями программного обеспечения. API-интерфейсы обеспечат фундаментальный мост между ними, помогая создать интегрированную экосистему, поддерживающую взаимодействие.

Дополнительная литература:5 захватывающих тенденций в программном обеспечении для 3D-печати

3. Автоматизация постпродакшн-процессов

Согласно 2-му ежегодному отчету PostProcess о тенденциях послепечатной обработки, по оценкам, 46% затрат предприятий на AM связано с пост-обработкой.

Независимо от того, является ли это прототипом, инструментом или конечным продуктом, для большинства деталей AM требуется определенный уровень постобработки. Это может быть так же просто, как удаление материала основы, но также может включать сортировку, окраску, полировку, а также другие процессы, прежде чем конечный продукт будет готов к использованию. Большинство задач постобработки почти полностью зависят от ручного труда.

Благодаря последним достижениям в области машинного обучения и аппаратного и программного обеспечения для постобработки теперь можно автоматизировать почти каждую часть постобработки AM, сокращая трудозатраты и значительно повышая эффективность процессов.

На рынок выходят новые системы, которые позволяют автоматически извлекать детали из строительной платформы 3D-принтера, а затем перемещать их с помощью управляемых транспортных средств на следующую станцию ​​постобработки.

Ряд поставщиков машин AM также взяли на себя обязательства по автоматизации на том или ином уровне. EOS, например, разработала концепцию общих модулей, которая объединяет этапы оснащения, распаковки, транспортировки и просеивания рабочего процесса AM путем объединения различных модулей, транспортных систем и программного обеспечения центра управления.

Стремясь автоматизировать процесс струйной обработки связующего, ExOne, специалист по струйной очистке металлического связующего, также представила концепцию своего нового автоматизированного управляемого транспортного средства (AGV) X1D1, предназначенного для обеспечения эффективной транспортировки строительных ящиков.

Что также интересно, так это растущее использование многоосных роботизированных систем, которые переносят детали от 3D-принтеров на станции просеивания, очистки и отделки порошка.

Компания Renishaw, производящая оборудование, продемонстрировала, как с помощью роботов можно автоматизировать один из самых трудоемких процессов в металлических моделях AM - удаление опор. Компания стала партнером стартапа Additive Automations, который разработал роботизированную систему для автоматического удаления опор.

Первые результаты показали, что роботизированная автоматизация удаления опоры может снизить среднюю стоимость детали на целых 25%. Роботы, используемые в этом процессе, имеют встроенные датчики силы, которые собирают данные для определения геометрии деталей AM.

Затем программа анализирует данные, используя технологию цифрового двойника. Затем выходные данные используются для определения расположения опорных конструкций, чтобы их можно было удалить с помощью рабочего органа.

Кроме того, некоторые компании, такие как AM Flow, специализируются на модульных решениях, которые предлагают быструю и автоматизированную идентификацию деталей AM, а также сортировку, сбор, упаковку и транспортировку. В дальнейшем AM Flow хочет разработать автоматизированную идентификацию тегов, которая проложит путь к полному отслеживанию и отслеживанию деталей AM в рамках сквозного оцифрованного рабочего процесса.

Автоматизация постобработки в AM полностью меняет экономику при расширении масштабов использования технологий. Это обеспечивает гораздо большую гибкость в компоновке фабрики и позволяет производителям использовать эту технологию для быстрого цифрового производства.

Дополнительная литература:объединение 3D-печати и робототехники для создания умных фабрик

4. Автоматизация обработки заказов на 3D-печать и управление производством AM

Помимо прямых затрат, связанных с ручной пост-обработкой, существуют также скрытые затраты, такие как время рабочего на цитирование деталей и обработку заказов AM, а также время оператора для планирования заданий на печать.

Расчет стоимости деталей, ввод данных в электронные таблицы и планирование производства с использованием неуклюжих решений может занять несколько часов рабочего времени в день, что ограничивает производительность AM.

С быстрым развитием AM компании вскоре поняли, что им необходимо автоматизировать процессы управления производством AM, чтобы обеспечить масштабируемый рост.

Потребность в повышении эффективности производства дала толчок развитию программного обеспечения для управления рабочими процессами и управления производством (MES), ориентированного на технологию AM.

Подробнее о MES:Руководство для новичков по системам управления аддитивным производством

Сегодня дополнительное программное обеспечение MES и рабочих процессов может помочь компаниям сократить затраты на рабочую силу за счет автоматизации за счет оцифровки процессов, которые ранее выполнялись вручную.

Например, предприятие по 3D-печати глобальной компании, занимающейся 2D-печатью и ИТ, использует программное обеспечение AMFG MES для расчета стоимости деталей для 3D-печати и управления заказами. Перейдя от электронных таблиц к автоматизированному решению, компания смогла сократить время составления предложения почти на 80%.

Автоматизация процессов обработки заказов и управления производством в аддитивном производстве в конечном итоге поможет вывести AM за рамки простого инструмента для приложений небольшого объема. Он станет основой для масштабируемого, интегрированного и экономичного массового производства.

Дополнительная литература:решение проблем аддитивного производства с помощью MES

Насколько мы далеки от полностью автоматизированного завода AM?

Автоматизация процессов AM, от проектирования до отделки, имеет огромный потенциал для экономии капитала за счет снижения затрат на рабочую силу и повышения производительности.

Как было показано в пилотном проекте NextGenAM, автоматизация может снизить производственные затраты на 50%. Кроме того, автоматизированное производство может обеспечить большую последовательность в процессе за счет сведения к минимуму человеческих ошибок и брака.

Решения по автоматизации, доступные сегодня на рынке, значительно эволюционировали по сравнению с проектами на ранней стадии и пилотными проектами, которыми они были всего несколько лет назад.

Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами автоматизации AM, компаниям необходимо начать преобразование сегодня, чтобы иметь возможность быстрее превратить свой опыт в конкурентное преимущество.

Как и во многих технологических трансформациях, первопроходцы и любители риска, готовые сделать ставку на автоматизацию AM, получат плоды цифрового производства будущего.

Узнайте, как можно преобразовать AM с помощью автоматизации рабочего процесса

10 вещей, которые следует учитывать перед покупкой аддитивного программного обеспечения MES Как можно использовать мониторинг 3D-принтера для масштабирования аддитивного производства?