Produzione additiva
Industrializzare la produzione additiva (Additive Manufacturing - AM) per operazioni AM scalabili, ripetibili e affidabili.
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La fabbricazione additiva (AM), o stampa 3D, sta uscendo dalla nicchia della prototipazione e si sta avvicinando all'industrializzazione. Le soluzioni AM di Hexagon consentono ai produttori di scalare e ottimizzare il processo AM end-to-end, dalla progettazione e selezione dei materiali alla produzione e al controllo qualità.
Industrializzazione dell'AM
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Fabbricazione addittiva (AM) "end-to-end"
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Progettazione per AM
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Materiali per AM
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Qualità dell'AM
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Produzione
La fabbricazione additiva (AM), o stampa 3D, crea componenti 3D aggiungendo strati di materiale sulla base di un modello digitale. Rispetto alle tecniche di produzione sottrattiva, che producono un prodotto finale tagliando il materiale da un blocco, le tecnologie di fabbricazione additiva hanno il potenziale per ridurre gli scarti e sostenere l'alleggerimento. L'AM offre un'enorme libertà di progettazione, consentendo agli ingegneri di esplorare progetti più liberi e organici e di individuare l'approccio ottimale.
Sebbene si sia affermata in applicazioni come la prototipazione, è risultato difficile scalare la fabbricazione additiva e realizzare il suo notevole potenziale nelle applicazioni di volume. Le soluzioni di Hexagon contribuiscono all'industrializzazione dell'AM, consentendo la digitalizzazione del processo "end-to-end" e fornendo strumenti dedicati alla copertura:
- Progettazione per la fabbricazione additiva (DfAM)
- Sviluppo e selezione dei materiali per la fabbricazione additiva
- Operazioni di fabbricazione additiva
- Garanzia di qualità per la fabbricazione additiva
Progettazione per soluzioni di produzione additiva
La progettazione per la produzione additiva (DfAM) sta acquisendo sempre più importanza con la transizione della stampa 3D dalla prototipazione alla produzione di parti per uso finale.
Grazie all'enorme libertà di progettazione offerta dalle tecnologie di produzione additiva, l'industria si sta spostando non solo verso l'uso della AM come tecnologia di prototipazione flessibile per i progetti classici, ma anche per sfruttare il potenziale della AM con progetti completamente nuovi.
Mentre l'approccio classico e piuttosto restrittivo del design for manufacturing (DfM) si concentra su progetti producibili, il concetto di DfAM comprende sia linee guida specifiche per la produzione che libertà geometrica. Poiché i metodi e gli strumenti di progettazione tradizionali non forniscono entrambe le cose, sono necessari strumenti DfAM moderni.
Le funzionalità DfAM di Hexagon includono:
- Design generativo
- Convalida CAE
- Simulazione della costruzione, inclusa la post-elaborazione e l'ottimizzazione
- Preparazione della costruzione
Materiali per soluzioni di fabbricazione additiva
I materiali svolgono un ruolo cruciale in tutti i processi di produzione e la fabbricazione additiva non fa eccezione. La selezione dei materiali e la necessità di disporre di materiali appropriati sono fondamentali. Riguarda tutti i processi successivi della catena del valore AM, dalla progettazione alla produzione e post-elaborazione, e ovviamente i fattori di costo del processo di produzione stesso, che alla fine determinano il costo per pezzo.
I requisiti dei materiali per l'AM includono la capacità di produrre la materia prima in una forma adatta allo specifico processo AM, un'adeguata lavorazione del materiale da parte dell'AM, la capacità di effettuare una post-lavorazione per migliorarne la geometria e le proprietà e la dimostrazione delle necessarie caratteristiche prestazionali in servizio.
Le funzionalità di Hexagon nel campo dei materiali per l'AM includono:
- Scelta dei materiali
- Sviluppo dei materiali
- Prestazioni dei componenti
- Ingegneria computazionale integrata dei materiali (ICME)
- Gestione del ciclo di vita dei materiali
Qualità per le soluzioni di fabbricazione additiva
Con il passaggio alla fabbricazione additiva per la produzione su larga scala, la qualità costante e ripetibile dei pezzi finali è diventata un requisito fondamentale. Le regole della qualità devono essere applicate come per i pezzi di produzione realizzati con metodi più tradizionali. Le aree di interesse in cui è necessario applicare la tecnologia per garantire il rispetto degli standard di qualità sono molteplici.
Le soluzioni di Hexagon per il controllo qualità in AM comprendono:
- Scansione ottica
- Scansione laser
- Monitoraggio in linea
- Misura della rugosità
- Monitoraggio in situ/in linea
- Verifica in linea e a bordo linea
- Reverse engineering come processo di verifica a bordo linea
Soluzioni operative per la fabbricazione additiva
Per permettere una produzione scalare, la connettività digitale si collega tipicamente ai sistemi di esecuzione della produzione (MES) per gestire il processo di produzione, dall'acquisizione dell'ordine alla documentazione dei pezzi e dei processi.
Nell'AM, le parti stampate necessitano sempre di una post-elaborazione e finitura, come il taglio della piastra di base, la rimozione del supporto, il trattamento termico, la pallinatura e/o la lavorazione a macchina. Un'attenzione particolare va rivolta al flusso di lavoro successivo alla stampa 3D che, ad oggi, è ancora caratterizzato da fasi di lavoro manuali non automatizzate. La post-elaborazione diventa il punto focale per accelerare l'intero processo end-to-end tramite soluzioni meglio collegate e un'automazione di livello superiore, riducendo il fattore costo.
Le soluzioni operative per la fabbricazione additiva digitale di Hexagon contribuiscono a supportare:
- Gestione della produzione (MES)
- CAD/CAM per componenti AM
- Produzione ibrida
- Automazione della post-elaborazione
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Scaliamo la curva dell'automazione
Il passaggio all'automazione intelligente sta accelerando. In definitiva, le nostre innovazioni daranno vita a nuove tecnologie e applicazioni, molte delle quali non sono state ancora immaginate. Oggi ogni soluzione Hexagon è mappata ed etichettata in base al suo livello di automazione, in modo che i clienti possano seguire chiaramente i nostri progressi verso la libertà dell'autonomia.
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Livello 0/Nessuno:
L'uomo esegue tutti i compiti, non vengono utilizzati dati
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Livello 1/Con assistenza umana:
L'uomo è responsabile delle attività, ma alcune funzioni sono automatizzate per semplificare il controllo
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Livello 2/Parziale:
Alcune attività sono automatizzate in modo che il funzionamento possa essere autonomo per brevi periodi (o in circostanze specifiche)
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Livello 3/Condizionale:
Il funzionamento autonomo è possibile entro certi limiti, ma l'intervento umano può essere necessario con breve preavviso
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Livello 4/Alto:
Progettato per completare autonomamente le attività richieste, ma può richiedere l'intervento umano se le circostanze cambiano oltre limiti specifici
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Livello 5/Completo:
I compiti di controllo sono automatizzati in tutte le condizioni, ma l'uomo può chiedere di sostituirli; può completare tutti i compiti previsti senza l'intervento umano
Territorio
Prodotti che hanno un impatto ambientale sul monitoraggio delle foreste, sul riutilizzo dei materiali, sull'agricoltura o sull'uso dell'acqua.
Aria
Prodotti che hanno un impatto ambientale sulle energie rinnovabili, sull'eliminazione dell'inquinamento acustico e sulla mobilità elettrica.
Settore idrico
Prodotti che hanno un impatto ambientale per salvare gli oceani, ridurre l'inquinamento e aumentare l'accesso all'acqua potabile.