3D-Drucktrend für 2022:Die zunehmende Bedeutung intelligenter Daten im 3D-Druck

Heute verändert der 3D-Druck weiterhin Fabrikhallen, da Unternehmen den 3D-Druck für die Großproduktion an mehreren Standorten einsetzen. Historisch gesehen geschah ein Großteil der 3D-Druckproduktion isoliert – getrennt vom herkömmlichen Herstellungsprozess. Aber da die Wände zwischen diesen beiden Produktionsumgebungen verschwinden, beginnen sich diese beiden Ökosysteme nun zu verbinden und eine stärker integrierte Produktionsumgebung zu schaffen.

Eine solche einheitliche, zunehmend digitale Produktionsumgebung ermöglicht eine höhere Effizienz, Wiederholbarkeit, Skalierbarkeit und Kontrolle, erfordert jedoch eine gemeinsame Ressource – eine gemeinsame Sprache, nämlich Daten. Wir glauben, dass die Rolle von Daten in der additiven Fertigung (AM) in Zukunft in vielerlei Hinsicht an Bedeutung gewinnen wird.

In unserem runden Tisch bringen wir einige der besten Köpfe bei Materialise zusammen, um über die Relevanz und den Besitz von Smart Data in . zu diskutieren AM und seine Auswirkungen auf den Bedarf an menschlichem Fachwissen.

Die zunehmende Relevanz von Smart Data wird im Jahr 2022 eine entscheidende Rolle in der additiven Fertigung spielen.

Wie relevant sind Daten in AM?

Wir nennen 3D-Druck „Smart Manufacturing“, aber die Terminologie stammt aus der traditionellen Fertigung. AM ist jedoch wahrscheinlich komplexer als sein konventionelles Pendant, da bei AM Material und Produkt gleichzeitig entstehen. Daher ist die Rolle von Daten im 3D-Druck wahrscheinlich wichtiger als in der traditionellen Fertigung.

Intelligente Daten sind der Schlüssel zur Transformation der industriellen 3D-Druckproduktion. Wenn Hersteller ihre Produktion steigern, können sie mit intelligenten Daten Ausschussraten reduzieren, Ausfälle noch vor Druckbeginn vorhersagen und strenge Qualitätsanforderungen erfüllen.“
- Tim Van den Bogaert, Sr. Market Director bei Materialise Software

Unsere Fähigkeit, die Fertigung „smart“ zu machen, hängt von unserer Fähigkeit zur Datenerfassung ab. Der Zugriff auf Daten ist zwar entscheidend, aber sicherlich nicht genug. Die Fertigung wird intelligent, wenn wir die Daten analysieren können, um „umsetzbare Erkenntnisse“ zu gewinnen. Dies ermöglicht es uns, den Prozess zu verbessern, die Produktion zu steigern und letztendlich bessere Produkte herzustellen.

Oder wie ein Kunde kürzlich sagte:„Wir glauben an eine Welt, in der das nächste Teil, das wir drucken, immer eine bessere Version des vorherigen ist Teil." Dies erfordert eine Softwareplattform, die sich mit allen Systemen und Datensätzen in der Produktionsumgebung und darüber hinaus verbinden kann.

"Für medizinische AM-Anwendungen müssen wir zwischen zwei Arten von Daten unterscheiden", sagt Pieter Slagmolen, MaterialiseInnovation Manager for Medical. „Einerseits ermöglichen intelligentere Daten Medizinunternehmen, den Produktionsprozess personalisierter und immer komplexer werdender medizinischer Geräte hochzuskalieren. Andererseits gibt es auch „Patientendaten“. Die Einbeziehung dieser personalisierten Daten in den Planungs- und Produktionsprozess ermöglicht es uns, die Patientenbehandlung zu verbessern, bringt aber auch zusätzliche Bedenken hinsichtlich Datenschutz und Datensicherheit mit sich.“

Laut Kristel Van den Bergh, Director of Innovation bei Materialise Mindware, gelten diese Bedenken auch im Kontext der industriellen Produktion. „Der 3D-Druck gibt uns die Freiheit, wo und wann immer wir wollen zu produzieren. Aber in einer zunehmend verteilten und cloudbasierten Fertigungsumgebung machen sich die Menschen auch Sorgen um den Schutz proprietärer Daten wie Prototypen oder neue Designs.“

Wem gehören die Daten in AM?

Die Frage:"Wem gehören die Daten?" ist sicher nicht neu. Für Peter Leys, Executive Chairman, ist dies jedoch nicht die wichtigste Frage. Daten ermöglichen es Herstellern, bessere Designs und Prozesse zu erstellen. Die eigentliche Frage lautet also:„Wem gehören Ihre Designs und Prozesse?“

Die meisten Hersteller beanspruchen nicht nur das Eigentum an Designs und Prozessen, sondern äußern auch den Wunsch, diese zu kontrollieren. Sie können beschließen, einige dieser Erkenntnisse zu teilen, um andere Benutzer zu stärken, aber die Hersteller sollten das Eigentum und die Kontrolle behalten. Auf diese Weise können sie intelligentere Produktionsprozesse entwickeln, mit denen sie der Konkurrenz einen Schritt voraus sind.“
- Peter Leys, Executive Chairman bei Materialise

"Durch die Anonymisierung von Daten können Hersteller Daten sicherer austauschen, andere stärken und Innovationen in der Branche vorantreiben, ohne ihren Wettbewerbsvorteil preiszugeben. “ fügt Bart Van der Schueren, CTO von Materialise hinzu.

In einem industriellen Kontext bringt das Eigentum an Daten – sei es Prozess-Know-how oder geistiges Eigentum – auch Verantwortung mit sich. Jetzt eröffnet der Übergang von einer zentralisierten Produktion, bei der die Haftung bei einem zentralen Hersteller liegt, zu einer verteilten Produktion, die mehrere Interessengruppen umfasst, neue Diskussionen über Verantwortung und Haftung. Und der Rechtsrahmen, der die verteilte Produktion umgibt, wird noch entwickelt.

Für medizinische AM-Anwendungen gehören die Prozessdaten eindeutig den Krankenhäusern und Medizinprodukteherstellern. Bei der Erstellung von AM-Workflows benötigen sie zur Qualitätssicherung Zugriff auf die Daten und deren Kontrolle. Der Besitz von Patientendaten bleibt dagegen ein stark diskutiertes Thema. Die optimale Versorgung der Patienten erfordert jedoch den Zugriff auf Patientendaten, unabhängig davon, wem sie gehören.

Wir bringen einige der besten Köpfe zusammen bei Materialise, um die Relevanz und Eigenverantwortung von Smart Data in AM und ihre Auswirkungen auf den Bedarf an menschlichem Fachwissen zu diskutieren.

Wird menschliches Know-how in AM immer noch wichtig sein?

Intelligente Daten führen zu optimierten Arbeitsabläufen, wodurch die Notwendigkeit menschlicher Eingriffe verringert werden kann. Gleichzeitig erfordert die Schaffung besserer Produktionsprozesse immer noch menschliches Know-how. Welche Auswirkungen werden Smart Data also auf die Notwendigkeit menschlicher Eingriffe beim 3D-Druck haben?

"Die Rolle und Relevanz menschlicher Eingriffe hängt vom betrieblichen Kontext ab", sagt Kristel Van den Bergh. „Im vorhersehbaren Kontext von Standardoperationen, in denen viele Daten verfügbar sind, können Maschinen eine dominierende Rolle spielen und die Rolle des Menschen auf die Überwachung reduziert werden. Wenn jedoch viel Unsicherheit oder Mehrdeutigkeit herrscht, was typischerweise im Kontext von Innovationen der Fall ist, sind mehr menschliche Fähigkeiten wie Kreativität, Vorstellungskraft und Intuition erforderlich. Dies sind zwei extreme Enden des Spektrums und in den meisten Fällen gehen Automatisierung und menschliches Eingreifen Hand in Hand.

“Stimmt, aber selbst wenn eine Fülle von Daten verfügbar ist, wie es bei AM der Fall ist, reichen Daten allein nicht aus, um zu automatisieren Produktionsabläufe“, ergänzt Bart Van der Schueren. „Denn selbst in einem so datenreichen Kontext ist das domänenspezifische Wissen menschlicher Experten erforderlich, um den Prozess zu optimieren, bevor eine Automatisierung sinnvoll ist. Mit anderen Worten, wenn Sie viele Daten verwenden, um einen schlechten Produktionsprozess zu automatisieren und zu skalieren, erhalten Sie immer noch einen schlechten Prozess.“

Peter Leys sieht zusätzliche Chancen:„Intelligente Fertigung, basierend auf Daten, bietet auch intelligenten Menschen die Möglichkeit, etwas zu bewegen.“ Er erklärt:„Ein intelligenter medizinischer Chirurg wird seine Erfahrung, seine persönlichen Erkenntnisse und seine Interpretation nutzen, um eine zusätzliche Intelligenzschicht hinzuzufügen, um die Patientenbehandlung zu verbessern. In ähnlicher Weise kann ein Unternehmen in einem AM-Kontext durch das Hinzufügen einer zusätzlichen, persönlichen Intelligenzschicht zum Prozess einen Unterschied machen und einen Wettbewerbsvorteil schaffen.“

Die dritte Zutat

„Durchbruchsinnovation hängt von der Fähigkeit ab, eine Verbindung zwischen scheinbar unzugänglichen Dingen herzustellen“, sagt Van den Bergh. „Und während Computer Verbindungen möglicherweise schneller verarbeiten als Menschen, ist das menschliche Gehirn in der Lage, Assoziationen zu erstellen, die in einem bestimmten Datensatz nicht auf natürliche Weise erscheinen würden. Das unterscheidet uns von Computern.“

„Um die Hauptfrage zu beantworten:Werden mehr intelligente Daten menschliches Know-how ersetzen oder reduzieren? Die Antwort ist nein!“

Unternehmen müssen sowohl in menschliches Know-how als auch in maschinelle Intelligenz investieren. Aber sie werden trotzdem scheitern, wenn sie nicht in die dritte Zutat investieren:einen Prozess, damit diese beiden erfolgreich zusammenarbeiten.“
- Kristel Van den Bergh, Director of Innovation bei Materialise Mindware

Schlussfolgerung

Es ist klar, dass intelligente Daten beim 3D-Druck eine immer wichtigere Rolle spielen werden. Dabei müssen wir uns Gedanken über das Eigentum an Daten machen, uns aber auch fragen:Wer kontrolliert die Daten? Letztendlich hängt der Erfolg des 3D-Drucks von der richtigen Hard- und Software ab, aber auch von unserer Fähigkeit, Daten zu erfassen, zu verwenden und anzuwenden, um umsetzbare Erkenntnisse zu gewinnen.

Und dann ist da noch der menschliche Aspekt. Da Daten zu einer intelligenteren und automatisierteren Fertigung führen, reduziert dies den Bedarf an menschlichen Eingriffen im Betrieb. Dies gibt erfahrenen Ingenieuren Zeit für das, was sie am besten können:einzigartige Produktionsprozesse zu definieren und zu verfeinern. Eine der vor uns liegenden Herausforderungen besteht darin, einen praktikablen Prozess zu etablieren, wie diese beiden – maschinelle Intelligenz und menschliches Know-how – erfolgreich zusammenarbeiten und sich in jeder Phase des 3D-Drucks gegenseitig verbessern können.