Fraunhofer ILT стандартизирует обслуживание 3D-принтеров LB-PBF

В рамках проекта институт, расположенный в Аахене, сосредоточится на выборе и квалификации технологии датчиков изображений, которые могут быть использованы для мониторинга оборудования в лазерных 3D-принтерах, работающих по процессу синтеза на подложке. В конечном итоге эта работа должна способствовать стандартизации мониторинга состояния и обслуживания оборудования, а ILT также предоставит рекомендации по снижению затрат для конечных пользователей технологий.

Единые международные стандарты упрощают жизнь производителям и пользователям услуг и продуктов. Часто прорыв новой технологии происходит только тогда, когда она стандартизирована, поскольку соответствие этим стандартам внушает доверие пользователям. В 2018 году ASTM International создала Центр передового опыта в области аддитивного производства (AM CoE, Additive Manufacturing Center of Excellence) в качестве совместного партнерства между ASTM и представителями правительства, промышленности и научных кругов. AM CoE стремится ускорить стандартизацию аддитивного производства путем проведения краткосрочных и целевых научно-исследовательских проектов, а также предоставления образовательных и кадровых услуг, сертификации и консультационных услуг.

Благодаря разработке нового механизма финансирования, так называемого Call for Projects (CFP), ASTM позволила организациям по всему миру представить предложения по устранению пробелов в стандартизации аддитивного производства и получить поддержку от ASTM. Как отметил Никлас Прэтцш, руководитель проекта в области компетенции Laser Powder Bed Fusion в Fraunhofer ILT: "Наш выдающийся опыт в области LB-PBF основан на 25-летних разработках в области аддитивного производства и сегодня позволяет нам выгодно сочетать экспертные знания с цифровыми технологиями. После завершения оценки предложений исполнительной секцией ASTM по исследованиям и инновациям мы были выбраны в качестве нового партнера по проекту".

Контроль систем LB-PBF играет очень важную роль, поскольку высокоточная, чувствительная к износу и дорогая оптика соответствующих систем предъявляет высокие требования к чистоте. В процессе синтеза на подложке используется очень мелкий металлический порошок, поэтому оптические системы могут загрязняться в процессе работы и их необходимо регулярно очищать для профилактики. Растущее число оптических систем и все более высокие мощности лазеров, используемых в LB-PBF, оказывают усугубляющее влияние. По словам Прэтцша: "Нагрузка, вероятность отказа и усилия по обслуживанию оптических систем растут, в то время как пользователям все еще приходится иметь дело с рекомендациями по обслуживанию, основанными на небольшом опыте работы с предыдущими поколениями систем".

Над разработкой рекомендаций по стандартизации и упрощению технического обслуживания и ремонта систем LB-PBF институт в Аахене будет работать до конца 2021 года. "Текущие рекомендации производителей по техническому обслуживанию зачастую все еще слишком консервативны. В отличие от давно зарекомендовавших себя производственных технологий, здесь отсутствует или имеется лишь сравнительно небольшая база данных в качестве основы для принятия решений при необходимости определения циклов технического обслуживания, - объясняет Прэтцш. - По этой причине пользователи заменяют компоненты слишком рано и увеличивают эксплуатационные расходы, поскольку возрастают как непроизводительные простои, так и потребление запасных частей".

В настоящее время Fraunhofer ILT сосредоточился на выборе и квалификации технологии датчиков визуализации для мониторинга высоконагруженных оптических систем машин LB-PBF. Кроме того, он разрабатывает рекомендации для конечных пользователей технологии. Цель проекта - помочь конечным пользователям самостоятельно оценивать состояние оптических систем и планировать циклы технического обслуживания, используя улучшенную информацию о фактическом состоянии системы. Эти циклы будут основываться уже не на субъективном восприятии или опыте, а на реальных данных. Это означает, что обслуживание с меньшей вероятностью будет проводиться слишком рано или слишком поздно, а скорее ближе к нужному времени, что должно значительно снизить затраты для конечного пользователя.