La precisione nella produzione additiva (AM), dalla progettazione CAD al processo di stampa, non è sempre facile da fornire. Le aziende stanno lavorando duramente per cercare di garantire coerenza e ripetibilità durante l’intero processo di produzione poiché oggi è necessario molto di più per i sistemi AM che devono produrre prodotti funzionali in grado di soddisfare gli standard di produzione tradizionali pur essendo economicamente vantaggiosi per essere ancora più competitivi . Alcuni problemi di stampa 3D comuni sorgono sulla strada per raggiungere il design originale desiderato, quindi prima che una parte in metallo stampato 3D lasci la fabbrica, probabilmente ha subito una sorta di post-elaborazione per levigare e perfezionare la superficie. Ad esempio, se si utilizzava la stampa 3D di metallo DED (Direct Energy Deposition), in genere si ottengono parti quasi a forma di rete che devono essere lavorate a CNC, ma anche altre forme di AM richiedono un certo tipo di levigatura vicino alla fine. E anche quando tutto è fatto, la parte potrebbe non adattarsi o funzionare come previsto originariamente. In alcuni casi, le parti sono predeformate per compensare le inesattezze durante il processo. Tutto ciò in pratica significa che ingegneri e specialisti dovranno tornare indietro per rivedere la progettazione e i processi CAD, che richiedono molto tempo e che a volte i problemi non possono nemmeno essere corretti, quindi l’articolo in produzione è buono per gli scarti, il che significa anche soldi persi.

Con il rilascio di nuovi software in commercio entro la fine dell’anno, Markforged promette di aiutare le aziende che lottano per stampare con precisione parti in 3D. Blacksmith AI è un nuovo strumento che regola automaticamente la programmazione per garantire un’accurata produzione di additivi, come afferma l’azienda consentire una progettazione più agile, una regolazione del processo e una produzione più affidabile. Si dice che il software crei un ciclo di feedback continuo per produrre ogni parte stampata in 3D così come è stata progettata nella fase CAD, riducendo gli sprechi e riducendo il time to market nel processo. In breve, il progetto viene analizzato, confrontato con le scansioni della parte, e quindi il processo viene automaticamente modificato per costruire la parte come inizialmente previsto. Blacksmith è anche una piattaforma di apprendimento continuo, che si adatta ai cambiamenti durante il processo durante l’uso della macchina di produzione e persino utilizzando tecnologie basate su cloud che consentono la connessione di tutte le macchine che lo utilizzano nelle fabbriche di tutto il mondo, il che significa che Blacksmith può imparare a la velocità della produzione globale.


Lo scorso maggio abbiamo parlato con Greg Mark, fondatore di Markforged , dell’intelligenza artificiale e ha sottolineato che “il nostro software di apprendimento automatico sta permettendo alla macchina di riscrivere il proprio codice”, in modo che “la macchina ora possa migliorare se stessa”, consentendo ai produttori di creare parti affidabili prima volta, ogni volta.

Markforged, un fornitore di sistemi AM in metallo e fibra di carbonio, con sede a Watertown, nel Massachusetts, ha recentemente ospitato un webinar live per presentare Blacksmith , affermando che è il primo software basato sull’intelligenza artificiale che rende i sistemi di produzione “consapevoli”, consentendo loro di automaticamente regolare la programmazione per garantire che ogni parte sia prodotta come previsto. Il vicepresidente del prodotto Jon Reilly ha spiegato come Blacksmith lavora e si adatta alla produzione adattiva.

“In genere, le stampanti 3D sono molto più ripetibili di quanto siano accurate. Questo è vero con le nostre stampanti in plastica, le nostre stampanti in metallo e fondamentalmente con qualsiasi stampante esistente. Ciò è dovuto al fatto che ci sono errori nel percorso utensile, ma le stampanti di solito possono ripetere il percorso utensile. Qui, stiamo convergendo la precisione effettiva delle nostre parti verso la ripetibilità, quindi funzionerebbe su qualsiasi stampante, in qualsiasi sistema che lo fa automaticamente, stiamo solo cercando di convergere alla nostra massima precisione possibile ”, ha suggerito Reilly.

“Abbiamo lavorato con il software per sinterizzare o ridimensionare in modo predittivo una parte per renderla più accurata, ma è davvero difficile perché in una vasta gamma di geometrie, parti sinterizzate e si restringono in diversi modi, quindi questo (Blacksmith) è il soluzione che risolve effettivamente quel problema. Qualsiasi processo di sinterizzazione, anche lo stampaggio a iniezione di metallo, passa attraverso le stesse iterazioni perché hai lo stesso problema con l’accuratezza, ma sono incredibilmente ripetibili “, ha continuato.

Quindi, cosa fa Blacksmith? Esso scansioni 3D parte, poi u ploads i dati di scansione al sistema, un utomatically altera percorsi utensile, senza l’ingegnere dover compiere azioni, e infine un dapts ogni iterazione. Con un ciclo di feedback continuo, Blacksmith impara dalla produzione di parti precedenti in modo che le parti diventino più accurate e precise con ogni stampa.

Tradizionalmente la stampa 3D di parti metalliche passa attraverso la fase di progettazione CAD, quindi viene caricata su un software che genererà automaticamente il percorso utensile di stampa 3D e infine la parte stampata, che Reilly ha dichiarato che in molti casi è circa il 20 percento più grande del previsto risultato finale, che di solito viene compensato con lavaggio e sinterizzazione per ridurre la polvere metallica rimanente. Ma poi “la parte finale in metallo probabilmente non è esattamente l’intento CAD”, quindi questo significa che “il sistema nel suo insieme non ha idea che non si adatta fino a quando l’ingegnere non tenta di installare quella parte nell’applicazione progettata”. L’esperto ha affermato che “se si deve cambiare qualcosa, si deve tornare completamente alla scheda CAD”.

“All’improvviso, diventa minaccioso, perché quando si devono modificare le dimensioni delle parti per compensare un errore di stampa, la rilavorazione CAD richiede tempo e lavoro. Questo è il motivo per cui abbiamo pensato a un nuovo modo di aggirare questo problema che non prevedeva test di stampa (stampa di piccole porzioni di una parte), il miglioramento della parte successiva e la regolazione delle dimensioni, o la sostituzione di parti della macchina perché un CAD che presenta conseguenze non volute. Quindi abbiamo iniziato a pensare ai sistemi a circuito chiuso e la base di Blacksmith è che collegheremo le stampanti 3D di Markforged con le apparecchiature di ispezione che l’azienda già possiede e utilizzeremo l’IA per adattare automaticamente il design per essere più vicini al CAD intento affinché la prossima stampa sia migliore “, ha spiegato Reilly.

Durante il webinar, Reilly ha tentato una dimostrazione usando Blacksmith e la prima iterazione di una chiave inglese che era stata stampata in modo impreciso in 3D e aveva bisogno di modifiche. Dopo aver lasciato cadere la chiave nel dispositivo, Reilly ha afferrato il braccio di scansione per l’impugnatura e lo ha rilasciato dalla sua posizione di riposo , che ha collegato tramite l’API per eseguire tre rapidi punti di registrazione del dispositivo e quindi ha semplicemente iniziato a scansionare la parte, il software Blacksmith sa bene qual è la parte e il dispositivo, e sembra essere intelligente in modo tale che quando Reilly ha messo la sua mano sotto la scansione, le dita non si sono presentate. Dopo tre tentativi, ottiene la scansione completa della parte e a mappa che mostra la sua geometria con tutti i punti dati associati, allineati in diversi colori che mostrano se le parti sono esatte o meno. Il software rileverà automaticamente le aree non appropriate con ciò che era previsto nel progetto CAD (in rosso) e regolerà automaticamente quella parte in modo che la prossima volta, uscirà nel modo giusto.

“Blacksmith automatizza in modo efficace l’alterazione dell’intento CAD, poiché Blacksmith mette in discussione le parti per te, lasciando il design CAD come” fonte fondamentale di verità “. Alla fine, poiché sta imparando ogni parte che scansiona e ogni regolazione che deve fare, inizierà automaticamente la regolazione in modo che il numero di iterazioni per arrivare a una parte perfetta vada da tre (che è dove siamo oggi) a solo uno, e alla fine la prima volta che lo stampi sarà esattamente come lo intendi tu. ”

Utilizzo del software Blacksmith AI per rilevare errori nell’iterazione della chiave inglese durante il webinar

L’azienda afferma che l’AI reinventerà completamente il processo per migliorare il modo di lavorare delle macchine e la produzione adattiva genererà percorsi utensile basati su parti precedentemente ispezionate, aumentando produttività e precisione. Considerano che ci sono alcuni cambiamenti che Blacksmith farà quando si tratta di produzione adattiva:

L’uso di Blacksmith suggerisce che ci saranno molti meno rifiuti perché il processo non uscirà dalle specifiche previste ed eviterà di produrre parti che non possono essere utilizzate senza l’intervento umano.
Il fabbro ridurrà i costi delle parti a livello globale risparmiando denaro per produttori e consumatori perché ci saranno meno rifiuti, rendimenti più elevati ed efficienza con risultati delle parti più prevedibili.
Il fabbro introdurrà una nuova era nella stampa 3D di metallo predicendo e compensando la variabilità introdotta con il processo di sinterizzazione. Ogni volta che una parte viene stampata e sinterizzata, Blacksmith impara di più su come viene realizzato il metallo stampato in 3D e applica tale apprendimento a ogni stampa futura.
Blacksmith combinerà le tecnologie AI e basate su cloud per tutta la produzione, non solo per la stampa 3D, il che significa che alla fine Blacksmith potrebbe essere in grado di dirti cosa funziona e cosa non funziona nella stampa 3D.
Prossimamente quest’anno, Blacksmith lavorerà inizialmente solo con i sistemi di stampa 3D Markforged Metal X e X7, ma l’obiettivo a lungo termine è renderlo compatibile con tutti i macchinari di produzione. Nel 2020 Blacksmith potrebbe essere disponibile anche per lavorazioni CNC e altri processi produttivi. È anche probabile che alcuni abbonamenti possano essere associati a Blacksmith, ma non verranno ancora fatti annunci.

Reilly ha osservato che ci saranno molte opzioni in Blacksmith che controllano il processo meccanico e che tutte le informazioni verranno immesse nell’intelligenza artificiale e saranno regolabili nel tempo.

“Dopo quello che crediamo sarà un breve periodo di tempo, l’IA sarà abbastanza intelligente da adattarsi automaticamente attraverso una vasta gamma di geometrie che non ha mai visto prima per creare la parte che stiamo cercando di fare. Il fabbro sta ottenendo i suoi dati da tutte le persone che stanno caricando le loro informazioni sul cloud per trarre vantaggio dall’apprendimento collettivo (questo può essere disattivato se per qualche motivo la società non vuole condividere i dati). Inoltre, poiché supponiamo che il CAD sia la fonte dell’intento progettuale e vogliamo mantenerlo, le modifiche non andranno al CAD, solo per le macchine che producono effettivamente le parti, in modo che le macchine siano effettivamente quelle che imparare e adattarsi “, ha concluso.

Markforged si distingue dagli altri produttori di stampanti 3D in metallo introducendo sul mercato intere linee di sistemi con X3, X5 e X7 e costruendo macchine basate sulla tecnologia proprietaria Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) . La società ha recentemente venduto oltre 100 stampanti X2 in metallo ed è stata un grande successo in alcune delle principali fiere degli Stati Uniti, come CES 2018 e RAPID + TCT . Le loro stampanti 3D industriali connesse al cloud sono utilizzate dalla NASA, Google, Ford, Amazon, Siemens e molte altre aziende in 50 paesi per produrre prototipi nello stesso giorno e parti di uso finale più potenti.

Dobbiamo ancora aspettare l’uscita di Blacksmith, ma se pensiamo al significato del termine Blacksmith, che risale a oltre 10 secoli fa, era uno dei mestieri più importanti, spesso visti come rispettati artigiani, la loro capacità di ” evocare ‘oggetti e armi dal minerale di ferro grezzo era considerato nella stessa luce dei riveriti alchimisti. Quindi se i fabbri erano conosciuti come i re di tutti i mestieri a causa della loro capacità di creare strumenti, forse la visione di Markforged seguirà quel percorso e oltre, aiutando le aziende a trovare precisione e padronanza, nella produzione.

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