Additive Fertigung industrialisieren: Drei Schlüsseltrends 2021

Additive Fertigung ruht auf drei Säulen – Design, Produktion und Nachbearbeitung. Das Verständnis der sich entwickelnden Trends in jedem Bereich ist essenziell, um 3D-Druck in die Mainstream-Fertigung zu skalieren.

Design für additive Fertigung automatisieren

Design for Additive Manufacturing (DfAM) bleibt weitgehend manuell. Selbst erfahrene Ingenieure benötigen 30 Minuten bis mehrere Stunden, um die optimale Orientierung, Technologie und Material für ein neues Teil zu bestimmen.

Für Hersteller, die Hunderte von Komponenten 3D-drucken wollen, bedeutet das Zehntausende von Dollar an Ingenieurzeit innerhalb eines einzigen Jahres.

Softwareanbieter gehen diesen Flaschenhals mit einer Mischung aus wiederverwendbaren Workflows, automatisierter Gittergenerierung und Seriennummern-Einfügung an. Beispielsweise strafft nTopologys nTop-Plattform repetitive Aufgaben, während PrintSysts KI-gestütztes Bewertungstool STL-Dateien prüft und geeignete Prozesse, Materialien und Kostenschätzungen empfiehlt, um schnelle, präzise Entscheidungen zu ermöglichen.

Komplexe Teile – wie Verbundwerkstoffe oder Metalle – erfordern oft mehr als Datei-Level-Prüfungen. Simulationssoftware erlaubt Ingenieuren, den Bauprozess zu modellieren, Parametereinflüsse auf Materialeigenschaften vorherzusagen und kostspieliges Trial-and-Error zu reduzieren. Obwohl Vollsimulation rechenintensiv sein kann, entstehen cloud-basierte Lösungen, um schwere Berechnungen auszulagern.

Letztlich öffnet Interoperabilität über Design- und Simulationswerkzeuge einen echten, verbundenen digitalen Faden. Größere Anbieter bündeln ihre Angebote in einzelnen Suiten – Autodesk hat beispielsweise seine Netfabb-Tools in Fusion 360 integriert und eine Simulationserweiterung hinzugefügt – während kleinere Anbieter kooperieren, nahtlose Toolchains zu schaffen.

Digitalisiertes AM-Produktionsmanagement

Additive Fertigung zu industrialisieren bedeutet, manuelle Aufgaben zu eliminieren, um skalierbare, fehlerfreie Produktion zu erreichen. Ein aufkommender Trend ist der Aufstieg fortschrittlicher Produktionsmanagement-Plattformen.

Diese Lösungen orchestrieren den gesamten AM-Workflow: Aufträge für einen Bau bündeln, Drucker terminieren, Nachbearbeitung und QA planen und jeden Schritt gegen den Plan tracken.

Viele AM-Nutzer verlassen sich noch auf Tabellenkalkulationen und manuelle Dateneingabe, was Fehler und Ineffizienz züchtet. Die Digitalisierung dieser Prozesse zentralisiert, standardisiert und automatisiert Abläufe – Fähigkeiten, die mit fragmentierten Tools unmöglich waren.

Additive Manufacturing Execution Systems (MES) sind zum Eckpfeiler dieser digitalen Transformation geworden. Ein MES kann beispielsweise eingehende Aufträge automatisch dem passendsten Drucker zuweisen, Builds basierend auf Verfügbarkeit und Material planen und Nachbearbeitungsschritte auslösen.

Moderne additive MES-Plattformen integrieren auch Daten von AM-Hardware, Lieferketten und HR-Systemen und bieten eine ganzheitliche Sicht, die Managern hilft, Engpässe zu identifizieren und Ressourcennutzung zu optimieren.

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Nachbearbeitungs-Workflow optimieren

Während Polieren, Pulver- und Support-Entfernungs-Technologien gereift sind, handhaben viele Hersteller die hochvolumige Nachbearbeitung gedruckter Teile noch manuell.

Betrachten Sie einen typischen HP Pulverbett-Fusions-Lauf. Um den Durchsatz zu maximieren, laden Bediener den Drucker mit so vielen Teilen wie möglich, was zu einem gemischten Batch von Komponenten aus verschiedenen Aufträgen führt. Am Ende des Builds muss jedes Teil identifiziert, sortiert und an die passende Nachbearbeitungsstation geroutet werden – ein Prozess, der noch weitgehend manuell ist.

Manuelles Sortieren skaliert schlecht: Ein weiteres AM-System hinzuzufügen erfordert oft die Einstellung zusätzlicher Mitarbeiter, was den Kostenvorteil der digitalen Fertigung aushöhlt.

Automatisierte Nachbearbeitung ist daher essenziell für industrialisiertes AM. AM-Flow exemplifiziert diesen Wandel, bietet KI-gestützte Computer Vision für Teileidentifikation, Roboterarme für Sortierung und fahrerlose Transportsysteme, die Komponenten an die richtige Station bringen – alles koordiniert durch ein MES-Rückgrat, das Rückverfolgbarkeit und effizienten Fluss sicherstellt.

Additive Fertigung industrialisieren: Der Ökosystem-Ansatz

Da sich 3D-Druck vom Prototyping zur Produktion bewegt, sind Hardware- und Materialkosten nicht mehr die primäre Barriere. Stattdessen behindern fragmentierte Prozesse über das Ökosystem die Skalierbarkeit.

Der bedeutendste Treiber der Industrialisierung ist kollaborativer Einsatz – Unternehmen, die partnerschaftlich integrierte, automatisierte Lösungen schaffen, die additive Fertigung zu einer zuverlässigen, profitablen Technologie machen, die die globale Fertigung neu gestalten wird.

Wenn Sie Teil dieses Trends sein wollen, beginnen Sie noch heute mit der Digitalisierung Ihrer AM-Produktion