Automazione

È ora che le fabbriche AM entrino in AiSync

Ai Build ha intrapreso una missione per automatizzare la stampa 3D robotica su larga scala. Con AiSync ora puoi farlo anche tu.

Questa intervista è stata originariamente pubblicata nell’eBook 3dpbm AM Focus sull’automazione.

Sul tema dell’automazione, Ai Build, con sede a Londra, non ha bisogno di presentazioni. L’azienda, che ha portato sul mercato una piattaforma di stampa 3D robotica su larga scala, è stata fondata con l’obiettivo esplicito di risolvere le sfide legate all’automazione associate alla produzione additiva. 

Molti in AM avranno familiarità con Ai Build per collaborazioni impressionanti nel mondo dell’architettura e del design, incluso un fantastico padiglione di 57 metri quadrati alla Biennale di Venezia nel 2018, ma Ai Build è un’azienda tecnologica al centro, con obiettivi per avanzare e adattarsi continuamente al mercato e alle sue esigenze. Nella seguente intervista con il co-fondatore di Ai Build Daghan Cam, apprendiamo la missione di automazione dell’azienda con una crescente attenzione ai settori industriali come l’aerospaziale e l’automotive, nonché il suo software AiSync che automatizza la produzione additiva su larga scala.

Ai Build qualcosa di nuovo

Ai Build è stata fondata nel 2015 da Daghan Cam e Michail Desyllas, due menti innovative con background in architettura.

“Potremmo vedere un grande potenziale per la produzione additiva in varie applicazioni industriali”, ci dice Cam. “Ma allo stesso tempo, eravamo frustrati dal fatto che la tecnologia non si adattasse bene alle applicazioni che volevamo, come architettura e costruzione. Ogni piccolo problema nella stampa 3D di dimensioni desktop tradizionali viene moltiplicato in AM di grande formato per un fattore 10 o più, rendendo estremamente difficile l’intero processo, dalla progettazione alla parte finita. Ecco perché non molte persone hanno nemmeno preso in considerazione la stampa 3D su scale così grandi fino a poco tempo fa”.

“Il nostro punto di partenza è stato quello di indagare su cosa rende AM, in particolare nel grande formato, così inaccessibile. Non ci è voluto molto per capire che la mancanza di automazione era di gran lunga il più grande ostacolo. Stavamo assistendo a giorni o addirittura settimane di tentativi di progettazione manuale del percorso utensile per la fabbricazione di parti e le percentuali di guasto erano comprese tra il 40 e il 60 percento, il che era del tutto inaccettabile. Abbiamo interrotto il processo per capire da dove provenisse esattamente la mancanza di automazione. Abbiamo esaminato cosa accade prima dell’inizio della stampa: come gli utenti ottimizzino i loro progetti, come vengano selezionati i parametri di processo e come i progetti siano elaborati attraverso il software di slicing. A quel tempo, questi passaggi erano basati principalmente sulla conoscenza del processo degli operatori delle macchine combinata con molte prove ed errori. Abbiamo pensato che potesse esserci un modo migliore per farlo,

Questo, dice Cam, è il modo in cui lui e Desyllas hanno ideato la piattaforma AiSync per la stampa 3D autonoma su larga scala.

La produzione additiva-sottrattiva autonoma di una maschera per un’auto da corsa di Formula E.

La soluzione di Ai Build

La soluzione di Ai Build per la produzione additiva su larga scala è costituita da alcuni componenti: il software AiSync, un sistema di estrusione di polimeri basato su FFF / FGF, una custodia opzionale per il controllo ambientale e un braccio robotico. Questa configurazione multicomponente consente all’azienda di sviluppare funzionalità di stampa 3D su larga scala per un’ampia gamma di soluzioni hardware. Al centro della configurazione hardware consigliata da Ai Build c’è un braccio robotico industriale di KUKA, un produttore di robot industriali e soluzioni per l’automazione di fabbrica, con sede nel Regno Unito a Wednesbury, West Midlands.

Cam spiega: “Avevamo bisogno di un attuatore molto robusto che fosse completamente affidabile e non si guastasse mai. Per ottenere quella garanzia di successo al 100% con l’hardware, abbiamo collaborato con KUKA, come partner di sistema ufficiali, che sono molto noti per i bracci robotici industriali di alta precisione e altamente affidabili”.

Il secondo componente chiave dal lato hardware è l’AiMaker, il sistema di estrusione dell’azienda, in grado di estrudere termoplastiche e compositi a una velocità rapida di 3 kg all’ora. “Sviluppare una tecnologia di stampa 3D autonoma è come sviluppare un’auto autonoma. Non puoi creare un software per la guida autonoma e installarlo su qualsiasi auto nel tuo cortile. L’hardware deve supportare il software con prestazioni, sensori, telecamere e computer specifici”.

Cam afferma di aver scelto di sviluppare un nuovo sistema di estrusione per AM di grande formato: “Gli estrusori esistenti sul mercato della stampa 3D desktop erano troppo lenti, troppo inaffidabili e non avevano i componenti elettronici necessari per il controllo in tempo reale. Così abbiamo costruito l’AiMaker da zero, che ad oggi è l’estrusore FFF più veloce al mondo sul mercato. Fortunatamente, questa lacuna per i componenti hardware disponibili in commercio per AM di grande formato è stata colmata negli ultimi due anni. Diversi OEM europei e americani hanno rilasciato potenti stampanti 3D su larga scala e oggi c’è un buon numero di opzioni hardware tra cui scegliere in questa nuova categoria AM in rapida crescita”.

Tutti i componenti hardware compatibili con la tecnologia di stampa 3D autonoma su larga scala di Ai Build sono dotati di una serie di sensori, fotocamere e computer che comunicano con il software AiSync .

AiSync: la chiave del puzzle

AiSync, in termini più semplici, è un software basato su cloud che prende i file di progettazione e genera automaticamente istruzioni macchina ottimizzate per la stampa 3D su larga scala. Il software rende la produzione additiva di componenti di grandi dimensioni come stampi, maschere, fissaggi e parti di uso finale semplice come fare clic su alcuni pulsanti su una piattaforma web.

AiSync consente agli utenti di caricare progetti CAD e generare automaticamente percorsi ottimizzati per AM su larga scala

La prima cosa che distingue AiSync dai tradizionali pacchetti software di stampa 3D è che sfrutta appieno i gradi di libertà aggiuntivi offerti dai bracci robotici”, afferma Cam. “La stampa 3D in genere funziona in modo lineare strato per strato, quindi spostando l’estrusore in uno spazio tridimensionale senza limitarci a strati piatti, possiamo produrre strutture molto efficienti in tempi molto più brevi e con una qualità superiore. Le funzionalità di pianificazione del movimento multiasse di AiSync consentono ai nostri utenti di ottenere riempimenti 3D strutturalmente ottimizzati, tranciatura non planare e persino un trattamento additivo-sottrattivo ibrido non planare delle superfici con il minimo sforzo.

“Con ulteriori gradi di libertà, tuttavia, arriva la sfida della progettazione e ottimizzazione del percorso utensile, perché ci sono quasi infiniti modi per creare un percorso nello spazio di ricerca tridimensionale. AiSync utilizza strumenti di analisi e simulazione con elevata potenza di calcolo sul cloud per determinare il percorso utensile ottimale per un determinato progetto in pochi secondi, eliminando la necessità di eccessivo lavoro umano e di tentativi ed errori che richiedono tempo”.

Oltre ad automatizzare questa parte della preparazione della produzione additiva, AiSync svolge anche un ruolo importante durante il processo di stampa. “Il secondo aspetto del software che aumenta notevolmente il livello di automazione è la comunicazione in tempo reale con i robot”, continua Cam. “La maggior parte delle stampanti 3D sul mercato prende un file G-code e lo esegue alla cieca senza avere alcun controllo su quel processo, che è l’esatto opposto della produzione autonoma. In sostanza, se accade qualcosa di imprevisto, il processo fallirà, il che è molto probabile in AM su larga scala. Per questo motivo, abbiamo abbandonato il codice G e sviluppato da zero un processo di controllo macchina completamente nuovo che resiste alle incongruenze ambientali, relative ai materiali e all’hardware”.

I robot guidati da AiSync scambiano dati con un computer in modo bidirezionale in tempo reale. Ai Build si riferisce a questo dispositivo periferico come AiSync Printer-Server che offre la capacità di rilevare e compensare al volo problemi comuni, con un notevole risparmio di tempo e materiali.

“Come risultato delle potenti capacità di simulazione e ottimizzazione di AiSync, i nostri utenti ottengono parti di produzione di alta qualità in brevi periodi di tempo senza nemmeno accorgersi delle difficoltà associate all’AM su larga scala”.

Apertura alla tecnologia Aisync

Uno degli annunci più recenti (e molto entusiasmanti) di Ai Build è che sta lavorando per aprire la sua tecnologia ad altre aziende manifatturiere. Cam dice: “Inizialmente AiSync è stato sviluppato per AiMaker, ma più recentemente, abbiamo iniziato a integrarlo con altre stampanti 3D industriali. Abbiamo già collaborato con diversi produttori di hardware e questo ci sta tenendo molto occupati in questi giorni”.

Al momento, queste integrazioni si concentreranno su altre stampanti 3D multiasse su larga scala, anche se Cam afferma che la maggior parte dei suoi processi può essere utilizzata anche per sistemi di stampa 3D a portale.

“Abbiamo annunciato la nostra prima partnership su AiSync con Weber Additive, un produttore tedesco di stampanti 3D industriali con oltre 60 anni di esperienza nelle tecnologie di estrusione”, rivela Cam. “Combinando le funzionalità di controllo e monitoraggio avanzate di AiSync con potenti macchine industriali costruite da Weber, stiamo portando sul mercato soluzioni di produzione additiva su larga scala altamente automatizzate e robuste per applicazioni industriali pesanti”.

“Presto sveleremo la prima macchina Weber alimentata da AiSync, che è una stampante 3D multiasse su larga scala che include un robot Kuka e un sistema di estrusione di pellet Weber AE020″, anticipa in esclusiva Cam. “Questa partnership ci consente di espandere le nostre operazioni in mercati industriali chiave come quello automobilistico e aerospaziale”.

AiSync fornisce informazioni sulla qualità e sulle prestazioni della produzione con strumenti di monitoraggio in tempo reale

Immaginare il futuro

Cam ha una visione chiara di come potrebbe svilupparsi la Fabbrica del Futuro, una in cui l’automazione guida la produzione a luci spente e la manifattura additiva è il processo di produzione chiave. “I vantaggi della produzione additiva sono abbastanza evidenti per noi: è il modo più efficiente dal punto di vista dei materiali per fare le cose, ed è anche molto efficiente in termini di capitale: non sono necessari strumenti costosi”, afferma.

“Ciò che è diventato molto chiaro con il COVID-19 è che l’AM è anche la tecnologia più efficiente per la catena di fornitura”, continua. “Elimina il trasporto e lo stoccaggio perché tutto viene fatto su richiesta. Il più grande ostacolo che trattiene la tecnologia in questo momento è la mancanza di automazione. In Ai Build ci chiediamo costantemente cosa è necessario cambiare per raggiungere livelli più elevati di automazione e stiamo lavorando a stretto contatto con i nostri partner industriali per accelerare il nostro passaggio verso la produzione autonoma a luci spente”.

“Una tecnologia chiave che deve essere adottata dai produttori per aumentare l’automazione è la connettività cloud. Prima del COVID-19, i settori altamente regolamentati come quello aerospaziale erano preoccupati per l’archiviazione dei propri dati sul cloud, ma ora questo si sta allentando un po’ con il crescente desiderio di automazione. Il cloud, se eseguito correttamente, può essere più sicuro delle soluzioni on-premise. Ciò è già dimostrato in altri servizi come le piattaforme CRM e il software di contabilità che negli ultimi anni sono diventati quasi interamente basati su cloud. La nostra missione in Ai Build è abilitare le fabbriche del futuro che saranno autonome, connesse al cloud e principalmente di produzione additiva. Ovviamente c’è molto da fare, ma ci stiamo muovendo rapidamente in quella direzione”.

Tags
Supporta la qualità
Aiutaci a portarti le informazioni che servono al tuo business

Andrea Gambini

Mi piace leggere e scrivere da sempre. Ho iniziato a lavorare in redazione come giornalista sportivo nel 2008, poi la passione per il giornalismo e per il mondo della comunicazione in generale, mi ha permesso di ampliare notevolmente i miei interessi, arrivando negli anni a collaborare con le più svariate testate giornalistiche online. Mi sono poi avvicinato alla stampa 3D, colpito dalle grandissime potenzialità di questa nuova tecnologia, che giorno dopo giorno mi hanno spinto a informarmi sempre più su quella che considero una vera rivoluzione che si farà presto sentire in tantissimi campi della nostra vita quotidiana.

Articoli Correlati

Back to top button
Close
Close

ADDITIVATI ADESSO

 

Iscriviti per ricevere le ultime notizie sull'industria della stampa 3D.

Ho letto e accetto l'informativa sulla privacy.*

Questa informazione non sarà mai condivisa con terze parti

BENVENUTO A 

BORDO!