Formnext 2025: A Fraunhofer IAPT kiterjeszti az additív gyártás automatizálását

A Fraunhofer IAPT gépi látás megoldása lehetővé teszi a rugalmas valós idejű elemzést pixelenként a gyártás során. A szintetikus adatok alkalmazása az MI-képzéshez biztosítja a gyors bevezetést. (Forrás: M. Voigt, Szerzői jog: Fraunhofer IAPT)

A Formnext 2025-ön a Fraunhofer IAPT különböző fogórendszereket mutat be egy automatizált AM-gyártási útvonalon. (Forrás: Madison Kepros, Szerzői jog: Fraunhofer USA Center Midwest (CMW))

A Fraunhofer Intézet az Additív Gyártástechnológiákért (IAPT) a Formnext 2025-ön (Stand D 69, 12.0. terem) az additív gyártás automatizálására helyezi a hangsúlyt.

Egy AM-gyártási útvonal segítségével a Fraunhofer Intézet kollaboratív robotokat mutat be rugalmas fogórendszerekkel és egy költséghatékony, MI-alapú minőségellenőrzést gépi látás segítségével. Az automatizálás és a manuális munkafázisok csökkentése a geometriailag összetett vagy magas szálú alapstruktúrák kezelésében és feldolgozásában, valamint egy technológia a műanyag alkatrészek in-situ simítására is a fókuszban van.

Minimális erőfeszítés a gépi látás alkalmazásában a minőségellenőrzésben

A Fraunhofer IAPT gyorsítja és egyszerűsíti az additív gyártás (angolul: Additive Manufacturing – röviden AM) minőségellenőrzését egy innovatív gépi látás és költséghatékony kamerarendszerek kombinációjával. Egy egyszerű kamera és az MI-alapú képértékelés helyettesíti a korábban szükséges, magas szintű érzékelőket.

Az összetett, valós képek előállítása a mesterséges intelligencia tréningjéhez is elmarad. Ehelyett a Fraunhofer IAPT szintetikus adatokat generál és használ. Ez a megközelítés felgyorsítja a képanalízishez szükséges MI-modellek elérhetőségét, valamint az objektumok valós idejű felismerését és értékelését MI segítségével, minőségromlás nélkül.

A megoldás releváns lépéseket végez el a minőségellenőrzésben, például az objektumok mérését vagy hibák azonosítását. A felhasználási területek azonban túlmutatnak a minőségellenőrzésen. Egy másik példa az alkatrészek azonosítása és válogatása a folyamatlánc automatizálásának keretében.

Univerzális fogórendszer rugalmasságot biztosít az AM folyamatok automatizálásában

A gyártó vállalatok tipikusan kis darabszámú alkatrészekhez és gyakran változó geometriákhoz használják az additív gyártást. A formák és tárgyak széles skálája jelentősen korlátozza a klasszikus automatizálási megoldások alkalmazhatóságát az AM-ben. Egy új, geometriafüggetlen fogórendszer a Fraunhofer IAPT-tól feloldja ezeket a korlátokat: különböző alkatrészek kezelését végzi – legyen az teljes gyártási platform, összetett geometria vagy finom szerkezetek. Ez a rugalmasság például lehetővé teszi kollaboratív robotok igény szerinti alkalmazását az AM folyamatlánc során.

A rugalmas fogórendszer lehetővé teszi a manuális munkafázisok automatizálását gazdaságos módon kis szériák és egyedi alkatrészek esetén is. Emellett költséges biztonsági rendszerek és záróterületek is elhagyhatók az emberközpontú kollaboratív robotika alkalmazásával.

Folyamatok finom szerkezetek automatikus feldolgozására

A geometriailag összetett és finom szerkezetek bármilyen méretben történő additív feldolgozási folyamatai a Fraunhofer IAPT specializációi közé tartoznak. A Formnext-en a Fraunhofer Intézet bemutatja a kovácsolt alapstruktúra additív megerősítését egy vezető él kialakítására, az úgynevezett Metal Leading Edge gyártására, CFRP-gázturbinák lapátjainak védelmére.

A gyártási folyamat során a Fraunhofer IAPT egy kovácsolt alapstruktúrát vesz át, és további anyagot visz fel a DED-LB/P eljárással a Metal Leading Edge keskeny élén. Az anyag pontos elhelyezése, a helyes szög és az energia pontos bevitele összetett feldolgozási stratégiát és precíz folyamatirányítást igényel. A Fraunhofer IAPT szakértőinek folyamatkompetenciája lehetővé teszi a szinkronizált 8-tengelyes mozgással történő kivitelezést saját folyamat- és pályatervező szoftverrel. Ez a megközelítés garantálja a titánötvözet megbízható felvitelét, miközben megakadályozza a finom szerkezet károsodását.

A Fraunhofer IAPT szakértelme a finom nagy szerkezetek kezelésében lehetővé teszi a vezető él hibrid gyártását, ezáltal több mint a fele megtakarítását a tisztán hagyományos gyártásban használt titánötvözetnek. Az anyagmegtakarítás mellett a hibrid gyártás csökkenti a szerszámkopást és a utómunkálatok költségeit is.

Automatizált utómunkálatok a műanyag alkatrészek nyomtatási folyamatának részeként

A Fraunhofer IAPT bemutat egy innovációt a műanyag alkatrészek automatizált utómunkálására. A technológia integrálható meglévő FDM-nyomtatókba, és in-situ, azaz a gyártás során simítja az alkatrész felületét – így csökkentve az utómunkálatok szükségességét. Az utómunkálatok elhagyásával a gyártási idő akár 50%-kal csökkenhet. Egy alkatrész esetében akár 80%-os megtakarítás érhető el.

A kutatásból az ipari értékteremtés felé

A Fraunhofer IAPT bemutatja fejlesztéseit a Formnext 2025-ön egy automatizált AM-folyamatlánc mentén. A különböző technológiai és kompetencia területekről érkező szakértők az egész kiállítás ideje alatt személyre szabott kérdésekre válaszolnak.

A Fraunhofer IAPT technológiai innovációin túl a Fraunhofer IAMHH® szolgáltató központ is bemutatkozik a Fraunhofer IAPT standján. Célja, hogy a kutatási eredményeket az additív gyártás területén az ipari értékteremtésbe átültesse. A transzferútvonalak közé tartozik például a szakemberek képzése, az AM-infrastruktúrák biztosítása, a spin-off vállalkozások támogatása és közvetlen, kétoldalú megbízási kutatás végzése végfelhasználókkal.