Formnext 2025: Het Fraunhofer IAPT breidt de automatisering van de additieve productie uit

De machine-vision-oplossing van het Fraunhofer IAPT maakt flexibele realtime-analyse tot op pixelniveau in de productie mogelijk. Het gebruik van synthetische gegevens voor AI-training zorgt voor een snelle opstart. (Bron: M. Voigt, Copyright: Fraunhofer IAPT)

Op de Formnext 2025 toont het Fraunhofer IAPT verschillende grijpersystemen in een geautomatiseerde AM-productieroute. (Bron: Madison Kepros, Copyright: Fraunhofer USA Center Midwest (CMW))

De Fraunhofer-instelling voor Additieve Productietechnologieën IAPT richt zich op de automatisering van de Additieve Productie tijdens de Formnext 2025 (Stand D 69, Hal 12.0).

Aan de hand van een AM-productieroute toont de Fraunhofer-instelling collaboratieve robots met flexibele grijpsystemen en een kosteneffectieve, AI-gebaseerde kwaliteitscontrole met Machine Vision. De automatisering en vermindering van handmatige werkstappen staan ook bij tentoonstellingen over het hanteren en bewerken van geometrisch complexe of hooggefragile basistructuren en een technologie voor in-situ vlakmaken van kunststofonderdelen centraal.

Minimaal inspanning voor Machine Vision in kwaliteitscontrole

Het Fraunhofer IAPT versnelt en vereenvoudigt de kwaliteitscontrole van de Additieve Productie (Engels: Additive Manufacturing – kortweg AM) met een innovatieve combinatie van Machine Vision en kosteneffectieve camerasystemen. Een eenvoudige camera en de AI-gebaseerde analyse van beeldgegevens vervangen de tot nu toe vereiste, hooggespecialiseerde sensortechnologie.

Ook het uitgebreide produceren van realistische beelden voor het trainen van kunstmatige intelligentie komt te vervallen. In plaats daarvan genereert en gebruikt het Fraunhofer IAPT synthetische data. Deze aanpak versnelt de beschikbaarheid van AI-modellen voor beeldanalyses en het AI-gestuurde herkennen en beoordelen van objecten in realtime zonder kwaliteitsverlies.

De oplossing neemt relevante stappen in kwaliteitscontrole zoals het meten van objecten of het identificeren van fouten. De toepassingsgebieden gaan echter verder dan alleen kwaliteitscontrole. Een ander voorbeeld is het identificeren en sorteren van onderdelen binnen een geautomatiseerde procesketen.

Universeel grijpsysteem brengt flexibiliteit in de automatisering van AM-processen

Producenten gebruiken Additieve Productie doorgaans voor kleine series en vaak variërende geometrieën. Het grote scala aan vormen en objecten beperkt het gebruik van klassieke automatiseringsoplossingen voor AM sterk. Een nieuw, geometrie-onafhankelijk grijpsysteem van het Fraunhofer IAPT doorbreekt deze beperkingen: het neemt de handling van diverse onderdelen over – of het nu gaat om een volledige bouwplatform, complexe geometrieën of fragiele structuren. Deze flexibiliteit maakt bijvoorbeeld het inzetbaar maken van collaboratieve robots langs de AM-procesketen mogelijk op basis van behoefte.

Het flexibele grijpsysteem maakt de automatisering van handmatige werkstappen ook bij kleine series en enkelstuks op een kosteneffectieve wijze mogelijk. Bovendien worden dure veiligheidssystemen en afbakeningen overbodig door het mensgerichte gebruik van collaboratieve robotica.

Processen voor geautomatiseerde bewerking van fragiele structuren

De ontwikkeling van additieve processen voor het bewerken van geometrisch complexe en fragiele structuren van elke grootte behoort tot de specialisaties van het Fraunhofer IAPT. Op de Formnext presenteert de Fraunhofer-instelling de additieve versterking van een gesmede basistructuur voor de productie van een leidrand, de zogenaamde Metal Leading Edge, ter bescherming van CFRP-turbinebladen.

In het productieproces neemt het Fraunhofer IAPT een gesmede basistructuur en brengt extra materiaal aan met de DED-LB/P-methode op de smalle rand van de Metal Leading Edge. De exacte plaatsing van het materiaal, de juiste hoek en de precieze energie-inbreng vereisen een complexe bewerkingsstrategie en nauwkeurige procesbesturing. De proceskennis van de experts van het Fraunhofer IAPT maakt de uitvoering mogelijk in een gesynchroniseerde 8-assige beweging met eigen proces- en baanplanningssoftware. Deze aanpak garandeert een betrouwbare aanbrenging van de titaniumlegering en voorkomt tegelijkertijd beschadiging van het fragiele onderdeel.

De expertise van het Fraunhofer IAPT in het omgaan met fragiele grootschalige structuren maakt de hybride productie van de leidrand mogelijk, waardoor meer dan de helft van de in puur conventionele productie benodigde titaniumlegering kan worden bespaard. Naast materiaalsbesparing vermindert de hybride productie ook de slijtage van gereedschap en de nabewerkingstijd.

Geautomatiseerde nabewerking als onderdeel van het printproces van kunststofonderdelen

Het Fraunhofer IAPT toont een innovatie voor de geautomatiseerde nabewerking van kunststofonderdelen. De technologie kan worden geïntegreerd in bestaande FDM-printers en zorgt voor het vlakmaken van het oppervlak van het onderdeel in-situ – dus tijdens de productie. Door het wegvallen van nabewerking wordt de totale productietijd met tot 50% verminderd. Per onderdeel kunnen besparingen tot 80% worden gerealiseerd.

Van onderzoek naar industriële waardecreatie

Het Fraunhofer IAPT presenteert zijn ontwikkelingen op de Formnext 2025 langs een geautomatiseerde AM-procesketen. Experts uit verschillende technologie- en competentiegebieden beantwoorden gedurende de gehele beursperiode individuele vragen.

Naast de technologische innovaties van het Fraunhofer IAPT stelt het Fraunhofer-centrum voor Toegepaste Materiaalwetenschappen IAMHH® zich voor op de stand van het Fraunhofer IAPT. Het heeft als doel om onderzoeksresultaten op het gebied van Additieve Productie om te zetten in industriële waardecreatie. Tot de transferpaden behoren bijvoorbeeld het opleiden van vakbekwame krachten, het beschikbaar stellen van AM-infrastructuren, het ondersteunen van spin-offs en directe, bilaterale opdrachtgerichte samenwerking met eindgebruikers.