Co-creations in virtuele AM-fabriek
Digital twin van Siemens AMEC biedt wereldwijde toegang tot AM-technologie en kennis
In vijf weken tijd heeft Siemens een digital twin gebouwd van het Additive Manufacturing Experience Center (AMEC) in Erlangen. Hiermee kan Siemens over de hele wereld engineers virtueel en live via video in contact brengen met de AM-specialisten in Erlangen voor co-creation workshops.
Onder druk wordt alles vloeibaar. Zoiets moeten ze in Erlangen gedacht hebben toen de Coronacrisis een streep haalde door de afspraken in het Additive Manufacturing Experience Center (AMEC). Vijf weken geleden ontstond het idee voor de virtuele tweeling van het experience center, afgelopen donderdag was de opening, online uiteraard. “We hebben dit in een recordtijd ontwikkeld”, aldus Karsten Heuser, Vice President Additive Manufacturing bij Siemens. “Vanaf nu kunnen we klanten overal in de wereld co-creation workshops aanbieden. We kunnen dit AMEC nu overal inzetten.”
Meerdere AM-technieken in Siemens AMEC
Online is het complete experience center digitaal nagebouwd: de werkruimten, de 3D printers die er staan, de koppeling van de AM-machines met het Mindsphere IOT-platform van het Duitse technologieconcern. Van waar ook ter wereld kunnen klanten virtueel aan klantspecifieke workshops deelnemen. Ze uploaden hun CAD-modellen, bewerken ze samen met de engineers van het AMEC in Siemens NX, bereiden de buildjob op een van de 3D printers voor in Siemens NX, simuleren en laten vervolgens de onderdelen eerst virtueel 3D printen. Uiteindelijk sturen ze de G-code naar een van de machines die in Erlangen staan. Siemens gebruikt hier naast de HP Multijet Fusion 3D printers (zowel de productiemachine als de full color versie), een EOS M-300-4 metaalprinter (met vier lasers), een Gefertec Wire-Arc AM metaalprinter (die met Sinumerikbesturing is uitgerust), de DMG Mori Lasertec 65 Hybrid 3D en sinds een half jaar de AM Flexbot van het Nederlandse CEAD.
CEAD robotprinter volledig programmeerbaar in Siemens NX
Deze laatste speelde wel een hoofdrol tijdens het openingsevent van het virtuele AMEC. CEAD uit Delft en Siemens werken al vanaf het begin van de ontwikkeling van deze robotprinter samen. Tijdens de demo werd een mal geprint voor een composietonderdeel van een F1-racewagen. Meestal is dit een gefreesde mal, omdat het composieten deel in een autoclaaf gaat. De doorlooptijdin de productie bedraagt al snel enkele weken tot zelfs maanden, terwijl de printtijd op de AM Flexbot van CEAD slechts 8 uur bedraagt. Omdat de digital twin van de CEAD AM Flexbot beschikbaar is, kan de printjob van het onderdeel volledig in Siemens NX worden voorbereid. Inclusief de oriëntatie van de printkop om botsing met het werkstuk te vermijden.
3D printen en frezen
De AM Flexbot – een Comau 6-assige robot – kan de printkop wisselen voor een freesspindel om de geprinte mal na te bewerken. Ook die bewerking wordt volledig in Siemens NX geprogrammeerd. Met de digitale tweeling van de installatie wordt het proces gesimuleerd waarna de G-code wordt gegenereerd voor de echte machine in het AMEC.
CEAD 3D print ook standaard materialen De mal voor het onderdeel van de F1 racewagen is op de CEAD AM Flexbot geprint met een vezelversterkt materiaal omdat deze autoclaafgereedschappen een hogere temperatuurbestendigheid vragen. Charlène van Wingerden, Business Developer bij CEAD, gaf tijdens de presentatie aan dat de AM Flexbot ook geschikt is voor meer standaard kunststoffen, bedoeld voor low end parts. Zo kan men printen met PP en ABS.
Koppeling met Siemens Mindsphere
Omdat de robot van de CEAD 3D printer rechtstreeks vanuit de Sinumerik CNC controller wordt aangestuurd, is de nauwkeurigheid van het printen hoger dan bij een industrierobot met een eigen controller. Bij de Comau robots is de integratie het meest doorontwikkeld; voor enkele andere robots, zoals die van Kuka en Staubli, gebruikt Siemens de Run my Robot Handling software. Omdat in het AMEC alle machines aan Mindsphere zijn gekoppeld, kan men niet alleen de inzet van de machines volgen maar ook dataanalyses doen. Siemens werkt momenteel aan een integratie van post-processing van metalen AM-werkstukken in Siemens NX. Supportstructuren worden in de native CAD-omgeving gecreëerd. Omdat NX CAM onderdeel is van de totale workflow, kunnen de bewerkingen op CNC-machines eenvoudig geprogrammeerd worden.
Factoryplanning voor additive manufacturing
Tijdens het lauch-event van het Digital AMEC demonstreerde Siemens ook de Tecnomatix planningssoftware. Daarmee kan men op basis van jaarlijkse productieaantallen de inrichting van een AM-fabriek plannen. Ook hiervoor gebruikt Siemens de digital twin, zowel van de 3D printer als het product. Vervolgens kan de productie gesimuleerd worden, om niet alleen te achterhalen hoeveel machines nodig zijn, de ideale lay-out van de productie, maar ook het aantal operators. “We werken momenteel aan de integratie om data uit de reële productie terug te leiden naar de simulatie, zodat je daarmee de productie kunt optimaliseren”, aldus Karsten Heuser. Hij verwacht dat de AM-industrie uiteindelijk sterker uit de Covid-19 crisis zal komen. “De snelheid waarmee wereldwijd de AM community heeft gereageerd, toont een grote betrokkenheid. We hebben in deze crisis geleerd hoe 3D printen toegepast kan worden in onderbroken supply chains.”
Het volledige launchevent van het Digitale AMEC staat inmiddels online
