Il Rivoluzionario Sistema Di Controllo Della Qualità Di Additive Assurance, AMiRIS
Additive Assurance, con sede in Australia, è iniziata all’inizio del 2016, ma ha funzionato in modalità invisibile fino all’autunno del 2019, quando si sono rivelati a Formnext 2019. In qualche modo ci siamo persi a questo evento, ma un anno dopo è tempo di recuperare.
Ho parlato con il Dr. Andrey Molotnikov, che è uno dei fondatori dell’azienda e ora il suo Chief Scientist. Nel 2016 uno dei suoi studenti ha escogitato un nuovo concetto per osservare le operazioni PBF e hanno deciso di formare una società. Quella studentessa, Marten Jurg, è ora l’amministratore delegato.
La questione della qualità delle parti nella produzione additiva è abbastanza opportuna, poiché un numero crescente di industrie ora utilizza la tecnologia per scopi di produzione. A differenza della prototipazione, le parti di produzione devono soddisfare le specifiche di qualità ogni volta.
Man mano che i clienti si spostano verso l’utilizzo della produzione, questo ha portato diversi produttori di stampanti 3D in metallo PBF a sviluppare sistemi di qualità. Tipicamente questo viene fatto aggiungendo una notevole quantità di sensori nella macchina che catturano rapidamente ogni dettaglio dell’operazione.
Ad esempio, alcuni sistemi di qualità tracciano meticolosamente il movimento e le prestazioni del bagno di fusione laser sulla superficie della polvere. Monitorando questa attività, sperano di capire quando le particelle di metallo solidificate non sono del tutto corrette.
Ma c’è un grosso problema con questo approccio: la dimensione dei dati. Milioni di dati vengono raccolti in ogni lavoro di stampa, con molti sensori che generano blocchi di dati in meno di un secondo. Per i lavori di stampa più grandi o quelli con una risoluzione più elevata, i dati sono così grandi che non possono essere elaborati ragionevolmente e certamente ci sono delle sfide nel farlo in tempo reale.
Entra nel sistema AMiRIS di Additive Assurance. Lo descrivono come segue:
“AMiRIS è una soluzione di monitoraggio del processo in situ indipendente per la produzione di additivi metallici per fusione a letto di polvere laser di Additive Assurance.”
Va bene, ma come funziona? Si scopre che la risposta a questa domanda è piuttosto sorprendente.
Piuttosto che concentrarsi sulle minuzie di tutte le operazioni della macchina, AMiRIS tiene invece conto di un intero livello alla volta. Il sistema è essenzialmente un apparato di imaging che osserva l’intera superficie di ogni strato.
Il loro processo ricorda l’astrofotografia, dove esposizioni lunghe e ripetute vengono catturate e poi “impilate” insieme per formare un’immagine più completa. Questo è essenzialmente ciò che sta accadendo con AMiRIS: ogni strato ottiene un’immagine completa di ciò che è realmente accaduto. Ecco uno screenshot di quali tipi di cose compaiono in tale immagine:
Immagine di cattura del livello campione da AMiRIS [Fonte: Additive Assurance]
Se guardi da vicino puoi vedere alcune variazioni nei colori della parte. Ciò potrebbe rappresentare, ad esempio, diverse deposizioni energetiche efficaci. Catturando immagini con diverse lunghezze d’onda e applicando filtri, è possibile osservare molteplici aspetti. Molotnikov mi ha detto che possono effettivamente riconoscere “singole tracce” di tracce laser.
In un meltpool ci sono più punti di dati disponibili in modo che possano comprendere più profondamente la fisica di ciò che accade durante lo scioglimento e la solidificazione.
C’è molto più approfondimento disponibile con immagini intere, in particolare quando sono sovrapposte l’una sull’altra per produrre una sorta di “scansione TC” per il lavoro di stampa.
Ora accade la parte interessante: queste sono immagini e possono essere inviate a un sistema di riconoscimento delle immagini in stile AI che potrebbe essere stato addestrato per identificare problemi e problemi. In questo modo possono determinare molto rapidamente, ad esempio, se un determinato lavoro di stampa è andato storto e consentire all’operatore di interrompere la stampa e risparmiare materiale costoso.
Dal punto di vista hardware, AMiRIS è semplicemente una scatola di imaging che è fissata al lato di una stampante 3D in metallo in modo che possa osservare attraverso la finestra ottica della macchina. Quindi è teoricamente possibile collegarlo a qualsiasi macchina PBF con una finestra. Attualmente l’azienda ha sviluppato soluzioni per diverse famose stampanti 3D in metallo.
Ho chiesto se la soluzione potesse funzionare per i processi PBF termoplastici, e Molotnikov ha detto di sì, che era del tutto possibile tecnicamente, ma il valore delle parti in plastica è molto inferiore alle loro controparti in metallo e quindi non valeva la pena farlo, almeno in questa fase .
Ci sono molte, molte possibilità per questa tecnologia. Ad esempio, potrebbe essere possibile utilizzare il sistema per “apprendere” i modi migliori per stampare in 3D un particolare materiale su una determinata stampante 3D attraverso l’esame AI di queste immagini. Quindi è stato possibile identificare i parametri di stampa ottimali. In altre parole, questo sistema potrebbe teoricamente generare automaticamente i profili di stampa!
Un’altra possibilità potrebbe essere quella di classificare effettivamente la qualità dei pezzi prodotti su macchine diverse al fine di determinare la macchina “migliore” per il lavoro. Non sono sicuro che Additive Assurance stia prendendo in considerazione questo approccio, ma sarebbe sicuramente interessante se lo facessero.
Forse ti starai chiedendo i costi per AMiRIS. Si scopre che l’hardware viene fornito gratuitamente, ma è necessario iscriversi al sistema di elaborazione cloud dell’azienda per ricevere i risultati. Mi è stato detto che la tariffa mensile è di circa US $ 4-5.000, che in realtà è un costo incredibilmente basso se si considera che l’importo potrebbe essere il costo di un singolo errore di stampa. Additive Assurance offre anche installazioni in loco per le aziende più interessate alla sicurezza.
