Magazine
Trending

Quality Control in AM: komt er een geïntegreerde oplossing?

Kwaliteit als thema nadrukkelijk zichtbaar op Formnext

Highlights
  • Merkspecifieke oplossing of universeel?
  • Platformen slechts een deel van de oplossing
  • QC dikwijls nog afzonderlijke stap in AM-proces
  • Wie automatiseert handling voor en na meting?

Kwaliteitscontrole en -borging zijn dit jaar nadrukkelijk een thema op Formnext. Een  aantal exposanten heeft een platform gebouwd om kwaliteitsdata op te slaan en te delen. Andere exposanten zetten vooral in op de meting zelf, al dan niet in de machine of na het printproces. Maar zijn er ook partijen die een geïntegreerde oplossing aanbieden, inclusief de automatische verwerking van 3D geprinte onderdelen? Zodat kwaliteitscontrole onderdeel wordt van een ononderbroken workflow?


Het feit dat het thema kwaliteit dit jaar veel aandacht krijgt op Formnext, mag best gezien worden als een signaal dat de AM-technologie volwassen wordt. De stap naar de productieafdeling wordt gezet. En daar horen oplossingen bij om de kwaliteit te controleren.

QC als aparte stap

Veel exposanten tonen standalone oplossingen voor kwaliteitscontroles. Scannersystemen zijn daarbij in de meerderheid. CT-scanners kom je eveneens tegen op de beurs in Frankfurt. GrindoSonic uit België speelt met de NDT testtechnologie een iets andere rol als het om kwaliteit gaat. Met behulp van Impuls Excitatie Technologie kan men materialen karakteriseren en inzicht te krijgen in specifieke eigenschappen. De derde toepassing van GrindoSonic is de kwaliteitscontrole van AM-werkstukken, zoals porositeit, brosheid, et cetera. Vergeleken met een CT scan valt vooral de lagere investering op (ongeveer 20k per apparaat) en de snelheid waarmee meetresultaten beschikbaar komen. Dat is een kwestie van enkele minuten.

De snelle reactie bij het opsporen van defecten opent een enorm potentieel voor kostenbesparingen tot 10.000 euro per bouwopdracht

EOS biedt de in-process monitoring van Zeiss aan op de M290.


EOS integreert Zeis AM-Inline

Bij 3D metaalprinten zijn de grote fabrikanten al jaren bezig om monitoringsystemen te integreren in hun machines. Fabrikanten lijken tegenwoordig meer open te staan voor oplossingen van derden. EOS heeft bijvoorbeeld samen met Zeiss de Zeiss AM in-process oplossing voor poederbedanalyse tijdens en na het printen geschikt gemaakt voor de EOS-machines. De technologie van Zeiss legt met een hoge nauwkeurigheid de kwaliteit van elke laag vast en de evaluatie van het printproces. Dit biedt een in-situ-bewijs van de poederbedkwaliteit via beelden en defectstatistieken in plaats van het testen van onderdelen na de productie. Door het poederbed vanuit vier richtingen te belichten, levert het systeem zelfs bij reflecterende materialen betrouwbare beelden op. De gebruiker kan via de software bepalen bij welke defecten de printjob wordt afgebroken. Op die manier voorkomt men verspilling van machinetijd en kostbaar poeder. Poedertekorten kunnen zelfs gecorrigeerd worden dankzij een communicatie-interface die automatische hercoating op de bouwplaat mogelijk maakt. EOS biedt deze oplossing in eerste instantie aan voor de EOS M290 machine. “De automatische analyse van de poederbedkwaliteit en de snelle reactie bij het opsporen van defecten opent een enorm potentieel voor kostenbesparingen tot 10.000 euro per bouwopdracht”, zegt Mirco Schöpf, Product Line Manager Software bij EOS.

Zijn merkonafhankelijke QC systemen voor 3D metaalprinters een betere oplossing?

Kwaliteitsrapport van elke bouwlaag

Een van de startup pitches op Formnext wordt gegeven door de Australische startup Additive Assurance. Dat heeft net de eerste bete versie van AMIris vrijgegeven voor laser powderbed fusion systemen. Ook bij dit systeem gaat het om informatie van elke bouwlaag. De metaalprinters worden voorzien van enkele optische sensoren, die na elke bouwlaag een 2D en 3D defectmap maken van de bouwlaag. Hieruit wordt na elke laag een serie kwaliteitsrapporten gegenereerd Daarmee heeft men volledige traceerbaarheid van het proces. Quality Assurance is ontstaan vanuit de Australische Monash University en de Australische Defence Science and Technology Group. Recent heft de startup een investering van $1,6 miljoen dollar binnengehaald.

De scanners van Novanta genereren de noodzakelijke data voor de software van Sigma Additive Solutions.

Merkonafhankelijke oplossing van Signa en Novanta

Sigma Additive Solutions zoekt het eveneens in een merkonafhankelijke oplossing als het om kwaliteitscontrole in AM-productielijne gaat. Onlangs hebben de Amerikanen aangekondigd samen te werken met Novanta, producent van onder andere visiontechnologie. Novanta’s Firefly 3D scankop positioneert standaard real-time. Novanta heeft op basis hiervan een 3-assige scanner ontwikkeld speciaal voor Laser Powderbed Fusion AM-machines. Samen met Sigma is er een interface gebouwd zodat de scandata direct ingelezen worden in de analyse- en QA-software van Sigma. De laser scanner wordt in de bouwkamer van de machine geplaatst, zodat klanten onafhankelijk van de fabrikant van de 3D metaalprinter hun eigen monitoringsysteem kunnen bouwen op basis van de Sigma en Novanta technologie. Omdat de scanner met een frequentie van 200 kHz data verzamelt, denkt Sigma Additive Solutions zelfs aan een closed loop systeem doordat de analyseresultaten direct doorgestuurd worden naar de besturing van het AM-systeem.

Barrière voor industrialisatie slechten

Bij grotere bouwvolumes in een 3D metaalprinter, kunnen meerdere scanners gecombineerd worden omdat ze elkaars meetveld overlappen. Sigma Additive Solutions Chief Executive Officer Jacob Brunsberg: “Kwaliteit, en de bijbehorende kosten van kwaliteit, is een van de grootste barrières voor geïndustrialiseerde schaal van additive manufacturing. Vandaag hebben we een grote stap gezet in het slechten van deze muur door toegang te bieden tot een agnostische analyse- en monitoringoplossing die geïntegreerd is met de scankoptechnologie. Wij richten ons op het verlagen van de kwaliteitskosten door de ontwikkelings- en kwalificatietijd te verkorten, de productiekwaliteit te verhogen en de noodzaak voor post-procesinspectie voor eindgebruikers te verminderen.”

De analysesoftware van Riven komt beschikbaar in het GrabCAD platform

Platformen: het noodzakelijk kwaad

Platformen zijn ook in de AM-industrie het buzzword, ook als het om het thema kwaliteitscontrole gaat. Stratasys werkt hier al aan vanaf de introductie van GrabCAD en voegt daar nu de technologie van Riven aan toe. De Amerikaanse startup heeft gebruikt cloudsoftware om aan de hand van scandata en het originele CAD-model 3D geprinte stukken te controleren. Met machine learning technologie wordt de informatie vervolgens gebruikt om de volgende batches automatisch te verbeteren. Meetgegevens zijn direct voor partijen in een klant-leverancier netwerk beschikbaar. Replique, onderdeel van het BASF netwerk van startups, ontwikkelt al vanaf het begin een platform voor het sturen van orders in een 3D printomgeving. Dit jaar wordt daar de RSure module aan toegevoegd. In feite doet Replique niet meer of minder dan een oplossing aanbieden om meetdata te delen en op te slaan en zo een digitale tweeling te vormen. Het Belgische Oqton, tegenwoordig onderdeel van 3D Systems., gebruikt vooral Kunstmatige Intelligentie om op basis van alle data de processen te sturen. Proces monitoring en QA zijn twee van de oplossingen die de softwareontwikkelaar biedt.

AM-Flow zorgt dat kwaliteitscontrole niet nog meer handjes vraag in het AM-proces

AM-Flow breidt de automatische sorteerlijn voor AM-onderdelen uit met een QC module AM-Quality. Hiermee wordt kwaliteitscontrole in de lijn geïntegreerd.

AM-Flow integreert QC in de AM-productielijn

De kwaliteitscontrolesystemen zoals dat van EOS en Sigma dragen duidelijk bij aan het verminderen van het foutpercentage in additive manufacturing, dat volgens sommigen nog steeds te hoog ligt. De oplossingen om met scanners de nauwkeurigheid van kunststof producten te controleren vragen om méér als je ze echt industrieel wilt gaan toepassen. Wie legt al die stukken in de scanner? Of kan een robot of cobot dit doen? Het Nederlandse AM-Flow kondigt aan op Formnext het eerste In-Line kwaliteitscontrolesysteem voor additive manufacturing productielijnen te lanceren: AM-Quality. Waar de aanbieders van platform zich vooral focussen op het delen van kwaliteitsdata en daar al dan niet met kunstmatige intelligentie meerwaarde uit halen; en de aanbieders van de scan- en CT-technologie zich met name met het meetproces bezighouden, heeft het team van AM-Flow gekeken naar hoe je het meetproces in het totale AM-proces kunt integreren. Zeker bij 3D printen met kunststof is dit belangrijk, omdat je daar over de productie van honderden onderdelen en meer per dag per machine praat.

10 seconden per product

AM Flow gebruikt eveneens een scanner voor het meten van de maatnauwkeurigheid van een 3D geprint werkstuk en het herkennen van bepaalde defecten. Dat gebeurt in een takttijd van 10 seconden per werkstuk met een resolutie van 50 micron, waarbij overigens nog niks bekend is over het formaat. De oplossingen van het Nederlandse bedrijf richten zich doorgaans op minder grote onderdelen AM Quality is geschikt voor de productie van gecertificeerde componenten voor bijvoorbeeld de medische- luchtvaart-, of automobielindustrie, laat AM-Flow weten. De kracht van het AM-Flow systeem is dat niet alleen een snelle meting plaatsvindt, maar dat het bestaande systeem voor een snelle doorstroom van de gemeten producten zorgt. De meetdata worden via de AM-Logics software doorgegeven aan eventuele MES-systemen in de productie. Goede onderdelen worde direct doorgestuurd naar de volgende stap in het proces.

Image by Gerd Altmann from Pixabay

Back to top button