In che modo la garanzia della qualità in corso (IPQA ™) sta guidando l'adozione su larga scala della produzione additiva in metallo
Immagina di poter abbreviare il ciclo di produzione di parti complesse in settori come l'aerospaziale e la produzione avanzata. Immagina inoltre che invece di produrli localmente potresti inviare file CAD da un ufficio centrale a strutture di produzione remote in qualsiasi posizione globale.
Fai due passi oltre e immagina di poter monitorare la qualità della produzione "in situ" nella garanzia della qualità del processo (IPQA) e quindi migliorare l'intero sistema attraverso la post-elaborazione automatica.
Questo quadro futuristico di rapida produzione potrebbe cambiare radicalmente interi settori. Le metodologie di produzione, controllo qualità e post-elaborazione per parti complesse che una volta richiedevano mesi potevano essere ridotte a giorni.
Darren Beckett, CTO di Laboratori Sigma è forse l'esperto di IPQA e questo è esattamente il futuro a cui sta assistendo in questo momento. Guardando al futuro, dipinge un quadro della quarta rivoluzione industriale e innovazione che sfida l'immaginazione.
L'obiettivo finale è che il sistema IPQA di Sigma Labs apra un settore con parametri di progettazione illimitati che consentono la collaborazione globale.
Attualmente, Darren e Sigma Labs stanno facendo rapidi progressi nell'avanzamento della tecnologia e della qualità che lo renderanno possibile.
Tecnologia
IPQA rappresenta una nuova tecnologia innovativa utilizzata per monitorare i processi additivi metallici, altrimenti noti come stampa 3D in metallo. È necessario perché il settore emergente della produzione di additivi metallici (AM) semplicemente non può essere accettato come una tecnologia affidabile senza salvaguardie per garantire la qualità.
"Immagina la tecnologia in cui la fucina si muove con un laser in tempo reale. Ciò rappresenta un sacco di complessità ", afferma Beckett. Una sfida con l'IPQA di Sigma Labs è che deve campionare a 200 kHz specificamente per osservare l'alta temperatura o la temperatura relativa per comprendere cosa sta succedendo nel pool di fusione.
Fortunatamente, Sigma Labs è riuscita a superare questa sfida di campionamento a 200 kHz: “Ci siamo riusciti con Polaris Motion. Siamo stati in grado di far progredire e aprire altre architetture, altre specie di macchine a cui altrimenti non saremmo in grado di accedere se non fosse stato per la loro esperienza e per aiutarci con la nostra acquisizione dei dati ", afferma Beckett.
Qualità
Le questioni di qualità sono un altro motivo per cui l'adozione su larga scala dei processi di produzione additiva in metallo non è ancora avvenuta. L'attuale controllo di qualità include test distruttivi e scansione TC. Entrambe le tecniche richiedono tempo e costano e non forniscono un percorso verso il monitoraggio in-process o la possibilità di riparazioni in-process.
Inoltre, le attuali pratiche di qualità si verificano dopo che la parte è stata realizzata ed è stata rimossa dalla macchina da stampa 3D, aggiungendo significativi passaggi aggiuntivi, costi e tempi. IPQA consente di apportare modifiche e correzioni proprio durante il processo di costruzione, molto prima che il controllo di qualità post-produzione abbia inizio.
Beckett spiega che nella produzione additiva in metallo, i dati termici possono essere reimmessi in modelli di simulazione per informare su come realizzare parti migliori. Ciò si estende anche a qualsiasi stock di parti. I pezzi di ricambio devono essere conservati nei magazzini a magazzino, il che ha un enorme costo di proprietà ad esso associato. Con sufficiente fiducia nella qualità di questo nuovo processo, queste parti possono essere stampate su richiesta e realizzate con una tecnologia di monitoraggio del processo in situ.
La promessa che queste tecnologie di monitoraggio e controllo della qualità mantengono sta portando a una serie di soluzioni innovative. Una di queste soluzioni è il sistema di acquisizione dati sincrono Polaris UniverseOne ™, che è parte integrante della soluzione IPQA di Sigma Labs.
Beckett aggiunge che la qualità del segnale di Polaris è un grosso problema. “La nostra tecnologia non funziona correttamente senza un buon rapporto segnale / rumore. La Polaris ce l'ha. Vedo la qualità, i nostri clienti vedono la qualità e ne sono costantemente entusiasti. "
"Il nostro obiettivo è quello di essere lo standard di fatto di terze parti per IPQA", afferma Beckett. “Quando ci siamo proposti di realizzare questo compito, sapevamo di aver bisogno di un partner nell'acquisizione dei dati. Polaris Motion ha il know-how per fornire la tecnologia di cui avevamo bisogno. "
Come afferma Tom Erlic, co-fondatore di Polaris Motion, "È stato molto emozionante e umiliante per noi collaborare con Sigma Labs per consentire la loro tecnologia. Vedere come la tecnologia sta aiutando ad abbattere i limiti al processo di produzione additiva ci spinge davvero a continuare a spingere la busta ".
Qual'è il prossimo
Non si può negare la promessa di questa tecnologia, ma la promozione della fiducia richiede che le persone diventino utenti dei processi. Sempre più istituzioni adottano l'AM. Anche nuovi investitori stanno arrivando sul mercato. Finanzieranno il progresso dell'AM e del design. Sta per arrivare anche una nuova generazione di ingegneri che sono entusiasti di passare ai principi di progettazione additiva.
Dice Beckett: “Sappiamo dove vogliamo andare ma non possiamo andarci abbastanza velocemente. Devi aspettare che le persone siano pronte ad accettare il passaggio successivo ".
Nota che il suo rapporto con Polaris ha aiutato la transizione di Sigma Labs. "Quello che mi piace di Polaris è che stiamo già pensando a quale infrastruttura deve essere per il prossimo passo."
"È entusiasmante fornire la tecnologia che fa progredire le cose e aiuta a mantenere Sigma Labs in prima linea", afferma il presidente di Polaris Motion, Mile Erlic.
Beckett è realista riguardo al settore e comprende che il processo richiederà un po 'di tempo prima di essere considerato affidabile per applicazioni mission-critical in cui la vita delle persone dipende dalle parti prodotte.
Detto questo, il futuro sta arrivando. Algoritmi, tecnologia e processi non hanno significato senza dati validi. "Storicamente questa è stata l'unica cosa che ci ha trattenuto." Ma, dice, "Polaris offre".
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