3D Printer Connectivity - fra overvågning til smart produktion

"Vi befinder os i øjeblikket i den fjerde industrielle revolution."

Hvis du arbejder med produktion på en eller anden måde, kommer udsagn som dette fra alle retninger: "Vi er midt i transformationen fra en ikke-forbundet til en forbundet industriel verden. Maskiner er ikke længere isolerede systemer. Connectivity muliggør kommunikation fra maskine til maskine og fra maskine til menneske. At få nem og konstant adgang til data er en af drivkræfterne bag maskinkonnektivitet."

Samtidig hører man om problemer med datasikkerhed, og man undrer sig måske: Hvorfor åbner hele den industrielle verden op for deres maskiner i kølvandet på Industri 4.0? og systemer for kommunikation med omverdenen, hvad enten det er med internettet eller blot lokale netværkszoner på fabriksgulvet?

Grundlæggende om digitale maskiner:

3D-printere er i sagens natur digitale maskiner. Så bortset fra konventionelle maskiner, som skal udstyres med ekstra sensorer for at få data om processen, er enhver 3D-printer fra begyndelsen fyldt med data.

De kender deres tilstand. De ved, i hvilken fase af printprocessen de er. De kender deres næste trin, deres kommende aksebevægelser og ekstruderinger. Der er kommandoer, som er afkodet i en G-kode, og der er manuelle kommandoer fra 3D-printerens operatør, som alle er samlet i printerens logfiler. Professionelle printere får yderligere data om deres handlinger fra sensorer (f.eks. fortæller aktuatorer med lukket sløjfe kontrolsystemet, at de er nået til et bestemt sted og overvåger de kræfter, de havde brug for undervejs), de kender temperaturen på komponenter og rum. Og nogle gange har de endda webcam-optagelser.

Disse data er der. De kan bruges til langt mere end blot at styre printprocessen i det pågældende øjeblik. Det kan give enorme fordele, ikke kun for maskinproducenter, men også for printerejere, operatører, produktionsplanlæggere og -ledere, serviceteknikere og i sidste ende selve printprocessens modenhed. Lad os se hvordan:

Niveau 1: Overvågning og notifikationer

Den første fordel ved at få en 3D-printer tilsluttet er, at man kan overvåge den. Datastreaming over tilgængelige grænseflader giver dig mulighed for at indsamle oplysninger om printerens tilstand og printforløb. Det gør det muligt at lave centraliserede visualiseringer over alle dine tilsluttede printere.

Det giver en stor grad af bekvemmelighed og endda effektivitet: Du kan se, hvilke af dem der i øjeblikket er inaktive, varmer op, printer eller er sat på pause. Du kan se, hvilke af dem der er sunde, og hvilke der ikke er. Du kan se, hvor langt i printprocessen hver af dem allerede er, hvilket lag der printes i øjeblikket, og hvad den resterende printtid er, hvilket er særligt vigtigt ved 3D-print i stort format.

Ud over aktivt at overvåge maskinerne giver adgang til live-printerdata også mulighed for alarmering og notifikationer. At få besked med det samme, når et print uventet stopper, printeren løber tør for filament, eller det aktuelle print er ved at være færdigt, øger effektiviteten og reducerer uplanlagt tomgangstid til et minimum.

Niveau 2: Maskinanalyse

Printerdata kan ikke kun bruges til at indikere maskinens aktuelle tilstand, men de kan også indsamles centralt for at muliggøre analyse over tid. Indsamling af data om printerens tilstand og visualisering af printstatistikker giver dig mulighed for nemt at se, hvordan din printers kapacitetsforbrug har udviklet sig over tid. Det samme kan gøres med filamentforbruget eller succesraten for print. At have en god forståelse af den aktuelle situation og udviklingen indtil nu er grundlaget for planlægning. Og et godt faktagrundlag til at udløse konstante forbedringer i din organisation.

Ved at bringe forskellige datasæt sammen til tværgående dataanalyse lægges grunden til mønster- og anomalidetektion. En database med slicer-, ekstruder- og printerindstillinger, temperatursensordata og materialedata kan være et godt grundlag for optimering af printdele, hvor alle data for forskellige print-iterationer af en del sammenlignes, og mønstre for kvalitet identificeres.

Ved at registrere alle procesrelevante parametre gennem hele printet kan disse data omdannes til kvalitetssikring på højt niveau. Det giver dig mere information og dermed større tillid end nogen konventionel kvalitetsinspektionsmetode (husk: for 3D-printede dele bør du også kontrollere de indre strukturer).

Og igen: Det behøver ikke at være raketvidenskab. Ved blot at opsætte algoritmer til at sammenligne datasættet fra det seneste print med et tidligere print (hvor delen kom ud i overensstemmelse med specifikationerne) kan din produktion fortælle dig på stedet og fuldt automatiseret, om din del vil være i overensstemmelse med specifikationerne, eller om der blev fundet afvigelser.

Niveau 3: Forudsigelse

Når mønstre og anomalier er identificeret, og en tilstrækkelig mængde data er taget i betragtning, er forudsigelse af fremtiden blot det næste naturlige skridt. Når du kender indikatorerne for optimerede printdele og kombinationen af indstillinger, materiale osv., vil du være i stand til at forudsige kvaliteten af en printdel på forhånd uden behov for print-iterationer. Du vil få det første print rigtigt.

Det samme kan gøres med printerkapaciteter. Hvis du kender udviklingen i printerens kapacitet, vil du sandsynligvis kunne planlægge kapaciteten og træffe datadrevne beslutninger. Du vil kunne forudsige det nøjagtige tidspunkt, hvor der er brug for en ny printer, og hvornår investeringen er returneret. Vedligeholdelse kan forudsiges, når indikatorerne for, at en del nærmer sig slutningen af sin levetid, er identificeret.

Niveau 4: Smart 3D-printning

For enden af processen står den højeste disciplin: smart printning. Når printeren foretager justeringer af printet undervejs baseret på sensor- og forudsigelsesdata. Når maskinen selv lærer af tidligere fejl, vil teknologien endelig være fuldt moden. Når al printprocesrelateret knowhow og datatolkningsevne er overført fra menneske til maskine, kan folk endelig koncentrere sig om de dele, de vil printe, og ikke om, hvordan de skal printe dem.

Indtil da er der stadig et par skridt at gå rent teknologisk. Men virksomhederne skubber på udviklingen her med hver ny maskin- og softwaregeneration.

3D-print er i sagens natur den mest digitale fremstillingsproces af alle. Så ved at forbinde og gøre denne teknologi smartere kan man skubbe effektiviteten, kvaliteten, omkostningerne og endda bekvemmeligheden ved 3D-print til højere niveauer, end hvad de fleste andre produktionsprocesser kan gøre.

ITERATE FAST. PRODUCER HURTIGERE. KOM PÅ MARKEDET HURTIGST.

BigRep PRO er en 1 m³ kraftfuld 3D-printer, der er bygget til at tage dig fra prototyping til produktion. Den er en meget skalerbar løsning til fremstilling af dele til slutbrug, fabriksværktøj eller andet med højtydende materialer i ingeniørkvalitet. Sammenlignet med andre produktions- og FFF-printløsninger kan PRO producere præcise dele i fuld skala hurtigere og til lavere produktionsomkostninger.

Få mere at vide