Formnext 2025: Il Fraunhofer IAPT amplia l'automazione della produzione additiva

La soluzione di visione artificiale del Fraunhofer IAPT consente un'analisi in tempo reale flessibile fino al livello di pixel nella produzione. L'uso di dati sintetici per l'addestramento dell'IA garantisce un rapido avviamento. (Fonte: M. Voigt, Copyright: Fraunhofer IAPT)

Alla Formnext 2025, il Fraunhofer IAPT presenta diversi sistemi di presa in un percorso di produzione AM automatizzato. (Fonte: Madison Kepros, Copyright: Fraunhofer USA Center Midwest (CMW))

La struttura Fraunhofer per le tecnologie di produzione additiva IAPT presenta a Formnext 2025 (Stand D 69, Padiglione 12.0) al centro dell'attenzione l'automazione della produzione additiva.

Attraverso un percorso di produzione AM, la struttura Fraunhofer mostra robot collaborativi con sistemi di presa flessibili e un sistema di controllo qualità economico basato sull'IA tramite Machine Vision. L'automazione e la riduzione delle fasi manuali sono al centro anche delle esposizioni relative alla manipolazione e lavorazione di strutture di base geometricamente complesse o altamente filigranate e di una tecnologia per la levigatura in situ di componenti in plastica.

Minimo sforzo per la Machine Vision nel controllo qualità

Il Fraunhofer IAPT accelera e semplifica il controllo qualità della produzione additiva (in inglese Additive Manufacturing – breve AM) con una combinazione innovativa di Machine Vision e sistemi di telecamere economici. Una semplice telecamera e l'analisi basata sull'IA delle immagini sostituiscono i sensori altamente specializzati finora necessari.

Viene eliminata anche la produzione complessa di immagini reali per l'addestramento dell'intelligenza artificiale. Al suo posto, il Fraunhofer IAPT genera e utilizza dati sintetici. Questo approccio accelera la disponibilità di modelli di IA per analisi di immagini e il riconoscimento e la valutazione di oggetti in tempo reale, senza perdita di qualità.

La soluzione si occupa di passaggi rilevanti del controllo qualità come la misurazione degli oggetti o l'identificazione di errori. Tuttavia, i campi di applicazione vanno oltre il controllo qualità. Un esempio è l'identificazione e la selezione di componenti nell'ambito di un'automazione della catena di processo.

Sistema di presa universale per una maggiore flessibilità nell'automazione dei processi AM

Le aziende produttrici utilizzano tipicamente la produzione additiva per componenti in piccole quantità e geometrie spesso variabili. La vasta gamma di forme e oggetti limita fortemente l'uso delle soluzioni di automazione classiche per l'AM. Un nuovo sistema di presa indipendente dalla geometria del Fraunhofer IAPT elimina queste limitazioni: si occupa della manipolazione di vari componenti – che si tratti di una piattaforma di costruzione completa, di geometrie complesse o di strutture filigranate. Questa flessibilità permette, ad esempio, l'impiego mirato di robot collaborativi lungo tutta la catena di processo AM.

Il sistema di presa flessibile consente di automatizzare le fasi manuali anche per piccole serie e singoli pezzi in modo economico. Inoltre, si eliminano costosi sistemi di sicurezza e zone di interdizione grazie all'impiego centrato sull'uomo della robotica collaborativa.

Processi per la lavorazione automatizzata di strutture filigranate

Lo sviluppo di processi additivi per la lavorazione di strutture geometricamente complesse e filigranate di qualsiasi dimensione è una delle specializzazioni del Fraunhofer IAPT. A Formnext, la struttura Fraunhofer presenta il rinforzo additivo di una struttura di base forgiata per la produzione di un bordo guida, chiamato Metal Leading Edge, per la protezione delle pale delle turbine in CFRP.

Nel processo di produzione, il Fraunhofer IAPT prende una struttura di base forgiata e applica ulteriore materiale con il metodo DED-LB/P sul bordo stretto del Metal Leading Edge. La posizione esatta del materiale, l'angolo corretto e l'introduzione precisa dell'energia richiedono una strategia di lavorazione complessa e un controllo preciso del processo. La competenza dei ricercatori del Fraunhofer IAPT permette di realizzare questa operazione con un movimento sincronizzato a 8 assi, utilizzando un software di pianificazione del processo e del percorso dedicato. Questo metodo garantisce l'applicazione affidabile della lega di titanio, evitando contemporaneamente qualsiasi danno alla struttura filigranata.

L'expertise del Fraunhofer IAPT nella gestione di grandi strutture filigranate consente la produzione ibrida del bordo guida, riducendo di oltre la metà l'uso della lega di titanio rispetto alla produzione convenzionale. Oltre al risparmio di materiale, la produzione ibrida riduce anche l'usura degli utensili e i tempi di post-elaborazione.

Post-elaborazione automatizzata come parte del processo di stampa di componenti in plastica

Il Fraunhofer IAPT presenta un'innovazione per la post-elaborazione automatizzata di componenti in plastica. La tecnologia può essere integrata nelle stampanti FDM esistenti e leviga la superficie del componente in situ – cioè durante la produzione. Eliminando la necessità di post-elaborazione, si riduce la durata complessiva di produzione fino al 50%. Si possono ottenere risparmi fino all'80% per ogni componente.

Dalla ricerca al valore industriale

Il Fraunhofer IAPT presenta le sue innovazioni a Formnext 2025 lungo una catena di processo di produzione additiva automatizzata. Esperti di diversi settori tecnologici e di competenza rispondono a domande individuali durante tutta la fiera.

Oltre alle innovazioni tecniche del Fraunhofer IAPT, il centro di eccellenza Fraunhofer-Leistungszentrum IAMHH® si presenta allo stand del Fraunhofer IAPT. Si propone di trasferire i risultati della ricerca nel settore della produzione additiva nel valore industriale. Tra i percorsi di trasferimento ci sono, ad esempio, la formazione di personale specializzato, la fornitura di infrastrutture per l'AM, il supporto alle start-up e la ricerca contrattuale bilaterale con gli utenti finali.