Caracol 為大型部件開發(fā)智能 3D 打印系統(tǒng)，在線監(jiān)測和自動化系統(tǒng)大幅度提高生產(chǎn)力

大幅面增材制造（LFAM）現(xiàn)在代表著一個快速增長的利基市場，各個領(lǐng)域的需求不斷增加，例如航空航天、海洋、建筑和設(shè)計。Caracol是首家也是最著名的大型復(fù)合顆粒增材制造系統(tǒng)技術(shù)供應(yīng)商之一。

質(zhì)量是增材制造技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)之一——持續(xù)保證最終產(chǎn)品所需的功能性和高精度對于這些技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，特別是對于先進(jìn)和嚴(yán)格監(jiān)管的應(yīng)用。持續(xù)監(jiān)控過程變量、機(jī)器狀態(tài)和工作環(huán)境條件（例如溫度和濕度）都有助于確保生產(chǎn)周期的穩(wěn)定性、可重復(fù)性和效率。

Caracol 一直致力于將LFAM技術(shù)引入其 Heron AM 系統(tǒng)，為其流程提供最高程度的可靠性和可重復(fù)性。監(jiān)控系統(tǒng)通常通過安裝在機(jī)械上的各種傳感器以全自動方式檢測可能的威脅和意外行為、性能問題或不合規(guī)問題。通過使用算法和利用機(jī)器學(xué)習(xí)，通過實時、富有洞察力的可視化來提取、存儲和顯示數(shù)據(jù)。自動檢測和信號發(fā)送功能為工藝參數(shù)的在線調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。自動修改發(fā)生在打印過程中，以減輕或糾正缺陷本身，從而防止產(chǎn)生任何生產(chǎn)浪費或不合格品。此外，集成到工業(yè) 3D 打印機(jī)中的監(jiān)控系統(tǒng)的積極影響可顯著優(yōu)化流程中使用的資源。降低與“劣質(zhì)品質(zhì)”相關(guān)的成本會減少廢料，同時減少了原材料使用量、所需的機(jī)器和工時以及檢查和次品后處理所需的時間。

在這種情況下，Caracol 參與了RAMICOS——機(jī)器人大規(guī)模增材制造系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)，該項目由意大利經(jīng)濟(jì)發(fā)展部資助。通過與 MADE 能力中心和米蘭理工大學(xué)的合作，該公司旨在到 2023 年底實現(xiàn)多個目標(biāo)，包括：

• 識別機(jī)器人 LFAM 系統(tǒng)打印過程中出現(xiàn)的常見問題，定義和表征影響材料擠出沉積的相關(guān)缺陷。
• 識別傳感器的類型及其正確位置，從過程監(jiān)測和控制中收集適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)；
• 進(jìn)行測試和試驗，以評估擬議傳感器集成的有效性；
• 開展試用，以減輕與纖維增強聚合物和新材料材料質(zhì)量問題相關(guān)的風(fēng)險；
• 確定數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)，以檢測和跟蹤異常情況，同時提供見解以支持決策。
  

在項目執(zhí)行階段，Caracol的LFAM系統(tǒng)Heron AM配備了約10個傳感器來跟蹤不同的參數(shù)，包括系統(tǒng)及其組件的耗電量、工作環(huán)境的溫度和濕度、擠出溫度、擠出機(jī)可能受到的沖擊和振動、擠出機(jī)螺桿電機(jī)消耗的能量等等。通過記錄所有這些信號并收集數(shù)據(jù)，生成了打印組件的數(shù)字孿生，從而能夠識別受材料沉積問題影響的區(qū)域。此外，Caracol 開發(fā)了用于自動缺陷識別和警報生成的機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

使用此類工具可以在多個方面對生產(chǎn)流程和公司帶來積極影響。首先，為操作人員的工作提供決策支持，幫助質(zhì)量和維護(hù)部門快速識別問題的根本原因，幫助操作管理人員預(yù)測能源消耗等生產(chǎn)資源的使用情況。

該項目的完成為 Caracol 開啟了進(jìn)一步發(fā)展的階段。Caracol希望實施這些智能 3D 打印解決方案，以確�？蛻裟軌蚣皶r收到發(fā)生的任何打印問題的通知，并采取自動糾正措施，從而受益。Caracol 的最終目標(biāo)始終是確保打印組件的最佳質(zhì)量，同時最大限度地降低成本并最大限度地提高流程效率。