Formnext 2025: Fraunhofer IAPT rozszerza automatyzację produkcji przyrostowej

Rozwiązanie Machine-Vision od Fraunhofer IAPT umożliwia elastyczną analizę w czasie rzeczywistym do poziomu pojedynczych pikseli w produkcji. Wykorzystanie danych syntetycznych do szkolenia AI zapewnia szybkie uruchomienie. (Źródło: M. Voigt, Copyright: Fraunhofer IAPT)

Na Formnext 2025 Fraunhofer IAPT prezentuje różne systemy chwytaków w zautomatyzowanej ścieżce produkcji AM. (Źródło: Madison Kepros, Copyright: Fraunhofer USA Center Midwest (CMW))

Instytut Fraunhofer ds. Technologii Produkcji Addytywnej IAPT prezentuje na Formnext 2025 (Sto D 69, Hala 12.0) skupienie na automatyzacji produkcji addytywnej.

Na podstawie trasy produkcyjnej AM instytut Fraunhofer pokazuje współpracujące roboty z elastycznymi systemami chwytaków oraz niedrogą, opartą na sztucznej inteligencji kontrolę jakości za pomocą Machine Vision. Automatyzacja i redukcja ręcznych kroków pracy są również w centrum uwagi na wystawach dotyczących obsługi i obróbki geometrii złożonych lub wysokiej precyzji struktur podstawowych oraz technologii do in-situ wygładzania elementów z tworzyw sztucznych.

Minimalny nakład pracy na Machine Vision w kontroli jakości

Fraunhofer IAPT przyspiesza i upraszcza kontrolę jakości produkcji addytywnej (ang. Additive Manufacturing – krótko AM) dzięki innowacyjnemu połączeniu Machine Vision i tanich systemów kamerowych. Prosta kamera i oparta na sztucznej inteligencji analiza danych obrazowych zastępują dotychczas wymaganą, wysoko wyspecjalizowaną sensorykę.

Eliminuje się również czasochłonne tworzenie obszernego, rzeczywistego obrazu do szkolenia sztucznej inteligencji. Zamiast tego, Fraunhofer IAPT generuje i wykorzystuje dane syntetyczne. Podejście to przyspiesza dostępność modeli AI do analiz obrazów oraz ich zastosowanie w rozpoznawaniu i ocenie obiektów w czasie rzeczywistym i bez utraty jakości.

Rozwiązanie obejmuje kluczowe kroki kontroli jakości, takie jak pomiar obiektów czy identyfikacja błędów. Zastosowania wykraczają jednak poza kontrolę jakości. Kolejnym przykładem jest identyfikacja i sortowanie elementów w ramach automatyzacji łańcucha procesów.

Uniwersalny system chwytaków zapewnia elastyczność w automatyzacji procesów AM

Firmy produkcyjne zazwyczaj korzystają z produkcji addytywnej do wytwarzania niewielkich serii elementów o często zmieniającej się geometrii. Szeroki zakres form i obiektów znacznie ogranicza zastosowanie klasycznych rozwiązań automatyzacyjnych dla AM. Nowy, niezależny od geometrii system chwytaków od Fraunhofer IAPT przełamuje te ograniczenia: obsługuje różnorodne elementy – od kompletnych platform roboczych, przez skomplikowane geometrie, po delikatne struktury. Ta elastyczność umożliwia na przykład dostosowane do potrzeb zastosowanie współpracujących robotów wzdłuż łańcucha procesów AM.

Elastyczny system chwytaków umożliwia automatyzację ręcznych kroków pracy także przy małych seriach i pojedynczych elementach w sposób ekonomiczny. Dodatkowo, kosztowne systemy bezpieczeństwa i strefy ograniczonego dostępu są zbędne dzięki humanocentrycznemu zastosowaniu robotyki współpracującej.

Procesy do automatycznej obróbki delikatnych struktur

Rozwój procesów addytywnych do obróbki geometrii złożonych i delikatnych struktur o dowolnej wielkości jest jednym z obszarów specjalizacji Fraunhofer IAPT. Na Formnext instytut prezentuje addytywne wzmocnienie odlewanej struktury podstawowej do produkcji krawędzi prowadzącej, tzw. Metal Leading Edge, w celu ochrony łopatek turbin CFRP.

W procesie produkcyjnym Fraunhofer IAPT przyjmuje odlewaną strukturę podstawową i nanoszone jest dodatkowe materiał w technologii DED-LB/P na wąskiej krawędzi Metal Leading Edge. Precyzyjne umieszczenie materiału, właściwy kąt i dokładne dostarczenie energii wymagają skomplikowanej strategii obróbki i precyzyjnego sterowania procesem. Kompetencje procesowe ekspertów Fraunhofer IAPT umożliwiają realizację tego w synchronizowanym ruchu 8-osiowym z własnym oprogramowaniem do planowania procesu i trajektorii. Podejście to gwarantuje niezawodne nanoszenie stopu tytanu i jednocześnie chroni delikatny element przed uszkodzeniem.

Ekspertyza Fraunhofer IAPT w zakresie obsługi delikatnych dużych struktur pozwala na hybrydową produkcję krawędzi prowadzącej, co pozwala zaoszczędzić ponad połowę ilości tytanu potrzebnego w produkcji konwencjonalnej. Oprócz oszczędności materiału, hybrydowa produkcja zmniejsza zużycie narzędzi i nakład pracy przy obróbce końcowej.

Zautomatyzowana obróbka końcowa jako element procesu druku elementów z tworzyw sztucznych

Fraunhofer IAPT prezentuje innowację w zakresie zautomatyzowanej obróbki końcowej elementów z tworzyw sztucznych. Technologia ta może być zintegrowana z istniejącymi drukarkami FDM i wygładza powierzchnię elementu in-situ – już podczas produkcji. Eliminacja konieczności obróbki końcowej skraca cały czas produkcji nawet o 50%. Na pojedynczy element można zaoszczędzić do 80% kosztów.

Od badań do przemysłowego wdrożenia

Fraunhofer IAPT prezentuje swoje rozwiązania na Formnext 2025 w ramach zautomatyzowanego łańcucha procesów AM. Eksperci z różnych dziedzin technologii i kompetencji odpowiadają na indywidualne pytania przez cały czas trwania targów.

Oprócz innowacji technicznych, centrum kompetencyjne Fraunhofer IAMHH® prezentuje się na stoisku Fraunhofer IAPT. Celem jest przekładanie wyników badań nad produkcją addytywną na przemysłowe zastosowania. Do ścieżek transferu należą m.in. szkolenie specjalistów, udostępnianie infrastruktur AM, wsparcie w zakładaniu startupów oraz bezpośrednie, dwustronne badania na zlecenie z końcowymi użytkownikami.