Oprogramowanie wspomagające proces druku 3D, stosowane również w produkcji przyrostowej (addytywnej), staje się coraz bardziej złożone i w coraz większym stopniu zintegrowane ? wszystko w celu uzyskania większej prędkości, lepszej jakości, ograniczenia ilości odpadów i dostosowania się do różnych materiałów. W jaki sposób automatyka i systemy sterowania pomagają w rozwoju technologii przyrostowych?
Branża obróbki addytywnej i druku 3D zyskuje na coraz lepszej integracji systemów sterowania i oprogramowania oraz nieprzerwanym transferze własności intelektualnej między poszczególnymi etapami procesu. Wśród najnowszych innowacyjnych działań nakierowanych na rozwój w tej dziedzinie znajdują się m.in. nowa platforma firmy Siemens, zapewniająca wgląd w globalny rynek produkcji przyrostowej, prace nad standardami prowadzone przez ASTM International oraz badania przeprowadzane w NextManufacturing Center na Uniwersytecie Carnegie Mellon, dotyczące materiałów mogących mieć w przyszłości zastosowanie w wytwarzaniu przyrostowym, a także w konstrukcji oraz przebiegu procesów.
Połączone zasoby
Dążąc do coraz większej integracji narzędzi wspierających światowy rynek produkcji przyrostowej, firma Siemens ? podczas targów Hannover Messe 2016 ? ujawniła plany dotyczące nowej platformy współpracy online, zaprojektowanej w celu dostarczania na życzenie zarówno projektów, jak i gotowych detali 3D dla potrzeb światowego przemysłu wytwórczego. Platforma służąca do wytwarzania detali, zbudowana w oparciu o program Siemensa dotyczący zarządzania cyklem procesu (Product Lifecycle Management ? PLM), ma stworzyć środowisko łączące ludzi z branży wytwórczej. Chodzi o to, aby zmaksymalizować wykorzystanie zasobów i dostępu do wiedzy na temat obróbki addytywnej oraz poszerzać zasięg działań biznesowych.
Łącząc ze sobą np. osoby zainteresowane zakupem detalu i mikroprzedsiębiorców, platforma umożliwi drukowanie detali 3D na życzenie w dowolnym miejscu na ziemi. Ułatwi też współpracę wspomagającą innowacyjność i rozpowszechni druk 3D jako główną metodę wytwarzania części dla przemysłu.
Poprawa procesu wytwarzania
Platforma Siemensa ma za zadanie stworzyć w sieci miejsce skupiające wykwalifikowanych użytkowników, takich jak m.in. projektanci, właściciele sklepów, osoby zamawiające części, wytwórcy sprzętu do druku 3D, dostawcy materiału, eksperci, mikroprzedsiębiorcy. Będzie ona w stanie połączyć użytkowników oraz ?umożliwić współpracę w osiąganiu innowacji z wykorzystaniem najnowszego oprogramowania przeznaczonego do wytwarzania przyrostowego?, jak głoszą jej twórcy.
? Program ten jest odpowiedzią na zróżnicowane potrzeby wszystkich podmiotów obecnych na rynku obróbki addytywnej, od projektantów i inżynierów, po producentów części i drukarek 3D, dostawców materiału czy producentów oprogramowania ? twierdzi Tony Hemmelgarn, dyrektor i kierownik w firmie Siemens PLM Software.
Hemmelgarn sugeruje, że pomoże to rozpowszechnić idee wykorzystania produkcji przyrostowej w przemyśle oraz współpracy przy tworzeniu innowacji.
? Łączenie ludzi, technologii, sprzętu i wiedzy eksperckiej jest potrzebne do tego, by w sposób wydajny wykorzystywać wspólne okazje biznesowe ? mówi.
Zdaniem przedstawicieli firmy wśród zalet wynikających z łatwego nawiązywania kontaktów znajdują się m.in. szybki dostęp do wiedzy eksperckiej oraz do podmiotów zamawiających części i do serwisów, lepsze planowanie pracy, redukcja czasu potrzebnego do wyprodukowania gotowych produktów w danej lokalizacji, skuteczniejsze wykorzystanie maszyn, i wreszcie większy dostęp do najnowszych systemów, technologii i wiedzy w celu osiągnięcia powtarzalnej produkcji części przemysłowych w zadanej ilości.
Omawiana platforma cyfrowa powinna zacząć działanie w połowie 2018 roku.
Standardy wytwarzania przyrostowego
W maju 2016 roku w Pittsburgu odbyła się konferencja RAPID + TCT, poświęcona wytwarzaniu przyrostowemu. Omawiano na niej m.in. standardy dotyczące tego rodzaju obróbki. Wśród uczestników znajdował się dr Mohsen Seifi, dyrektor programu produkcji addytywnej w firmie ASTM International. Z jego wystąpienia dowiedzieliśmy się, że zakres prac związanych z rozwojem takich standardów określono już w roku 2016 w porozumieniu zawartym między ASTM International oraz Międzynarodową Organizacją Normalizacyjną ISO. Podjęto się tego zadania, by skoordynować tworzenie standardów związanych z dostawą materiałów, procesami, sprzętem oraz właściwościami gotowego detalu, spełniając przy tym normy przemysłu lotniczego, medycznego, motoryzacyjnego i innych.
Jak wyjaśnił Pat Picariello, dyrektor operacyjny ds. rozwoju w ASTM International, jego firma pomaga stworzyć ?Przewodnik po standardach obróbki addytywnej? (Standardization Roadmap for Additive Manufacturing) ? plan realizowany przez grupę AMSC (Additive Manufacturing Standards Collaborative). Dodajmy, że członek zarządu AMSC, Jim Williams, opowiedział się podczas konferencji za nowymi standardami obróbki addytywnej i specyfikacjami dla przemysłu kosmicznego, zbrojeniowego, medycznego oraz innych dziedzin.
Badania i przyszłość produkcji przyrostowej
Wśród tematów pittsburskiej konferencji znalazły się również badania akademickie dotyczące obróbki addytywnej. Sympozjum odbywało się w NextManufacturing Center na Uniwersytecie Carnegie Mellon ? założonym po to, by propagować dyskusję o technologiach wytwarzania przyrostowego oraz rozwijać współpracę przedsiębiorców, rządu i sektorów non profit.
Jako mówcy wystąpili najlepsi specjaliści z tej gałęzi przemysłu ? przedstawiciele firm General Electric, Ansys, Arconic, Ati Powder Metals, Catalyst Connection oraz America Makes, jak również badacze z uniwersytetów Piittsburskiego, Carnegie Mellon oraz Penn State.
Redakcja ?Control Engineering? zapytała dwóch prelegentów o to, jakich rad odnośnie przemysłowego druku 3D udzieliliby w oparciu o własne badania i doświadczenie zawodowe.
? Być może najważniejszym obszarem badań nad obróbką addytywną jest dziś monitorowanie procesu i sterowanie nim, które będą napędzały tę dziedzinę przez następnych dziesięć lat ? ocenia dr Jack Beuth, wykładowca mechaniki na Uniwersytecie Carnegie Mellon oraz dyrektor NextManufacturing Center. ? Firmy działające w sektorze obróbki metali powinny traktować wytwarzanie przyrostowe poważnie, zbierając informacje i szacując, jak ten typ obróbki może wpłynąć na ich własne poczynania biznesowe. Procesy ulegają szybkim zmianom, a wszystko, co widzimy, przekonuje nas, że w przyszłości tempo zmian jeszcze wzrośnie.
? Użytkowników drukarek proszkowych 3D przekonujemy, że istnieją pewne uzasadnione parametry procesu dla danej maszyny, podyktowane prawami fizyki działającymi w danym procesie ? dodaje dr Anthony Rollett, wykładowca materiałoznawstwa i inżynierii materiałowej na Uniwersytecie Carnegie Mellon, a także zastępca dyrektora NextManufacturing Center. ? Te parametry mogą być zmieniane w zależności od różnic w wykonywanych detalach.
Opracował Mark T. Hoske, redaktor CFE Media i magazynu ?Control Engineering?.
