LA STAMPANTE 3D DMP FACTORY 500 DI 3D SYSTEMS AIUTA LA RICERCA DI ARL A SVILUPPARE SCAMBIATORI DI CALORE OTTIMIZZATI TOPOLOGICAMENTE
Il produttore di stampanti 3D 3D Systems è stato scelto dalla società aerospaziale Raytheon Technologies e dal Combat Capabilities Development Command (CCDC) dell’Esercito Research Laboratory (ARL) per prendere parte a un progetto di ricerca che mira a sviluppare scambiatori di calore ottimizzati topologicamente per l’esercito degli Stati Uniti attraverso produzione di additivi.
Insieme a Raytheon, 3D Systems lavorerà con il Penn State Applied Research Lab , la John Hopkins University e la società di software Identify3D sul progetto, che è stato premiato tramite il programma AMMP del National Center for Manufacturing Sciences (NCMS) .
La stampa 3D verrà distribuita durante l’intero ciclo di vita della parte, inclusa la determinazione dei requisiti di prestazione, l’ottimizzazione della progettazione, la produzione della parte e il controllo e la convalida della qualità, con la stampante 3D DMP Factory 500 di 3D Systems utilizzata per costruire i componenti durante il progetto.
Il Dr. Brandon McWilliams, Deputy Program Manager presso il CCDC ARL Weapons and Materials Directorate, ha dichiarato: “La nuova integrazione e la progettazione simultanea di strutture, materiali e processi per creare scambiatori di calore topologicamente ottimizzati consentiranno progressi dirompenti nella tecnologia delle munizioni a supporto di molteplici priorità di modernizzazione dell’esercito “.
3D Systems ha lanciato per la prima volta il suo sistema di stampa 3D in metallo automatizzato DMP Factory 500 all’International Manufacturing Technology Show 2018 , dotato di un ampio volume di stampa 500x500x500mm e di un’elevata produttività abilitata da più laser. L’Application Innovation Group (AIG) dell’azienda ha progettato una versione su misura della DMP Factory 500 per il progetto ARL, dotata di moduli progettati per soddisfare i requisiti unici delle applicazioni degli scambiatori di calore.
Utilizzando DMP Factory 500, il team è stato incaricato di progettare, produrre e ottimizzare un componente con la capacità di massimizzare il raffreddamento e migliorare le prestazioni complessive del sistema dei prodotti di modernizzazione dell’esercito. Il progetto affronterà l’intero ciclo di vita dell’applicazione termica, dalla determinazione dei requisiti di prestazione e l’ottimizzazione topologica del progetto, alla produzione della parte su DMP Factory 500 e al monitoraggio del processo per il controllo di qualità. Verranno convalidate anche le prestazioni dello scambiatore di calore, così come la sicurezza dei dati relativi al processo di produzione.
“Il nostro lavoro con l’Esercito Research Laboratory sta portando la tecnologia di 3D Systems in nuove direzioni”, ha affermato Chuck Hull, co-fondatore e Chief Technology Officer di 3D Systems. “Siamo in grado di combinare la nostra innovazione nella stampa 3D in metallo con avanzamenti unici nella modellazione e nel monitoraggio dei processi, nella sicurezza dei dati e nell’ottimizzazione della topologia per fornire una soluzione senza precedenti”.
Il sistema di stampa è stato installato presso il Center for Innovative Material Processing di Penn State tramite Direct Digital Deposition (CIMP-3D) a dicembre e sarà alimentato dal software di stampa 3D 3DXpert di 3D Systems e dai materiali LaserForm. La stampante 3D su misura verrà aggiornata con alcune delle tecnologie su cui i sistemi 3D stanno attualmente lavorando per la sua stampante 3D in metallo a 9 laser, 1mx1mx600mm, come il monitoraggio del processo coassiale e una fotocamera reflex a lente singola (SLR) all’interno della camera di costruzione. Di conseguenza, l’attività di sviluppo in corso sulla DMP Factory 500 sarà direttamente trasferibile al sistema più grande.
3D Systems si è aggiudicata un contratto da 15 milioni di dollari dall’ARL per sviluppare la stampante laser a 9, considerata la più grande stampante 3D in metallo al mondo , che verrà utilizzata per soddisfare le esigenze di munizioni, veicoli terrestri, elicotteri e missili dell’Armed Forze.
“La migrazione a involucri di costruzione più grandi espande in modo significativo il dominio delle applicazioni del Dipartimento della Difesa indirizzabili dalla produzione additiva, ma porta nuove sfide per il monitoraggio dei processi e il controllo di qualità”, ha affermato Ted Reutzel, Professore di ricerca associato presso l’Applied Research Lab di Penn State e Direttore di CIMP-3D.
“L’INSTALLAZIONE DI QUESTO SISTEMA PRESSO IL NOSTRO CENTRO CONSENTIRÀ AL NOSTRO TEAM DI SFRUTTARE GLI SVILUPPI PRECEDENTI – FINANZIATI DALLA MARINA DEGLI STATI UNITI, DALL’AERONAUTICA DEGLI STATI UNITI, DALL’AMERICA MAKES E ALTRI – PER AIUTARE AD AFFRONTARE QUESTE SFIDE E INTEGRARE RAPIDAMENTE TECNOLOGIE AVANZATE DI RILEVAMENTO DEI DIFETTI”.
Oltre alla progettazione e alla produzione dei componenti dello scambiatore di calore, il team svilupperà anche nuove tecnologie per la modellazione e il monitoraggio dei processi e la previsione e il rilevamento dei difetti. Le rispettive parti esploreranno inoltre nuovi approcci all’ottimizzazione della topologia e alla sicurezza cyber-fisica durante tutto il progetto.
Identify3D fornirà protezione dei dati end-to-end per il processo di produzione principale, dalla generazione di file di build alla produzione di parti su DMP Factory 500, e cercherà di sviluppare un’architettura in grado di raccogliere in modo sicuro i dati dei sensori di ispezione e rilevamento dei difetti per ottimizzare il digitale flusso di lavoro del processo di produzione.
“Il team sta creando una singolare architettura fluida che comprende l’ottimizzazione del design, il rilevamento, l’apprendimento automatico, la sicurezza, i test e la produzione”, ha aggiunto Lisa Strama, Presidente e CEO di NCMS. “Ciò si tradurrà in un prototipo basato su un flusso di lavoro olistico, indipendente dalla macchina e interconnesso.
“Sfruttando il programma AMMP dell’NCMS e il nostro modello collaborativo di fiducia, questo progetto mostra pienamente i progressi resi possibili e le efficienze ottenute riunendo OEM, appaltatori non tradizionali della difesa e università per affrontare l’intero ciclo di vita dei componenti rilevanti per l’esercito”.
