Lighthouse project launched for production of spare and series parts
El Ministerio Federal alemán de Educación e Investigación financia POLYLINE con 10,7 millones de euros. Euro - Reunión de lanzamiento del Consorcio para la Automatización de la Fabricación Aditiva en la Industria del Automóvil.
____ Krailling, Alemania, 5 de mayo de 2020
El proyecto POLYLINE reúne a 15 socios industriales y de investigación de Alemania para desarrollar una línea de producción digitalizada de nueva generación. Esta línea se utilizará para producir piezas de plástico para la industria del automóvil. El objetivo es complementar las técnicas de producción convencionales (por ejemplo, mecanizado, fundición, etc.) con la fabricación aditiva (AM) en forma de sistemas de línea de producción de alto rendimiento. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán con un total de 10,7 millones de euros. euros. El proyecto tiene una duración de tres años. POLYLINE se puso en marcha oficialmente con la reunión inicial de todos los socios del consorcio el 4 de marzo de 2020 en EOS, en Krailling, cerca de Múnich.
Antecedentes del proyecto POLYLINE
La fabricación aditiva puede realizar casi cualquier geometría e incluso estructuras complejas sin un esfuerzo adicional significativo, lo que supone un gran paso hacia la producción en serie de productos individualizados. En la actualidad, sin embargo, la integración vertical y horizontal de los procesos de fabricación aditiva en las líneas convencionales sólo puede aplicarse de forma limitada debido a la falta de normas en todas las cadenas de procesos. Esto se debe a los flujos de trabajo específicos de la AM (por ejemplo, el tiempo de producción en el "proceso por lotes") y al bajo nivel general de automatización de los procesos físicos de manipulación y transporte.
Por otra parte, la cadena de datos digitales a lo largo de la cadena de procesos horizontal no es continua en muchas interfaces, lo que actualmente conduce a una falta de transparencia, susceptibilidad a errores y supervisión limitada a lo largo de la cadena de procesos y dificulta la integración en los sistemas de control de producción pertinentes. Estos obstáculos limitan el potencial obviamente elevado de los procesos de fabricación aditiva en las líneas de producción en serie y montaje existentes.
Desde soluciones flexibles para la creación de prototipos
hasta cadenas de producción aditiva escalables
Para alcanzar el objetivo del proyecto, éste pretende lograr un avance del sistema digital y físico. Para lograrlo, es importante registrar y documentar todos los valores característicos centrales y criterios de calidad (incluidos la identificación, el historial y los valores medidos) desde el modelo CAD hasta la pieza final. Los distintos subprocesos de producción -desde la preparación del proceso hasta el proceso de sinterización selectiva por láser, el enfriamiento y el desembalaje, así como la limpieza y el postprocesado- se automatizarán e integrarán en la línea de producción prevista, en la que todos los elementos tecnológicos de una cadena de producción de SLS estarán totalmente vinculados por primera vez.
POLYLINE utiliza un nuevo enfoque de solución que adopta una visión holística e implementa todos los procesos necesarios. La línea de producción a la que va dirigida se planifica para que se implante con un alto grado de madurez en función de los requisitos del socio de aplicación. Los casos de uso incluyen componentes personalizados, así como componentes en serie en grandes cantidades.
Con el fin de establecer la fabricación aditiva como una alternativa real de proceso para la producción en serie, el Ministerio Federal de Educación e Investigación alemán financia el proyecto con un total de 10,7 millones de euros. euros. El proyecto forma parte de la medida de financiación "Integración en línea de procesos de fabricación aditiva" dentro del programa de financiación "Photonics Research Germany - Light with a Future". POLYLINE está dirigido por EOS, el proveedor tecnológico líder mundial en impresión industrial 3D de metales y plásticos.
Los 15 socios del proyecto, procedentes de la ciencia, la investigación y la industria, presentan su contribución a este proyecto pionero
EOS es el proveedor tecnológico líder mundial en impresión industrial 3D de metales y plásticos. Fundada en 1989, esta empresa independiente es pionera e innovadora en soluciones integrales de fabricación aditiva. Como parte del proyecto, la EOS P 500 estará equipada con carga totalmente automática de bastidores intercambiables y supervisión en tiempo real. El sistema de AM estará integrado en un sistema de manipulación de polvo totalmente automático que incluirá el tamizado, la mezcla y la cualificación del material. EOS lidera el consorcio y es responsable de la gestión global del proyecto junto con IML.
Con sus marcas BMW, MINI, Rolls-Royce y BMW Motorrad, el Grupo BMW es el primer fabricante mundial de automóviles y motocicletas de gama alta y un proveedor de servicios financieros y de movilidad de gama alta. La red de producción de BMW Group comprende 31 plantas de producción y montaje en 15 países; la empresa tiene una red mundial de ventas con representantes en más de 140 países. El uso de piezas impresas en 3D es cada vez más importante para BMW Group. Sólo en los últimos diez años, la empresa ha producido más de un millón de componentes para su uso, por ejemplo, en la construcción de vehículos de prueba y vehículos para clientes finales.
En el marco de POLYLINE, el Grupo BMW está elaborando un catálogo de requisitos para garantizar que la línea de producción desarrollada cumpla las normas de la industria automovilística y, por tanto, pueda integrarse en las estructuras de producción existentes. En el futuro, la línea de demostración se instalará en el nuevo Campus de Fabricación Aditiva, cerca de Múnich. Allí se investigarán conjuntamente las relaciones causa-efecto como parte del proyecto.
Como especialista en la automatización de procesos industriales, Grenzebach aporta al proyecto su experiencia en la interconexión inteligente y segura de procesos de producción. En colaboración con los socios, Grenzebach asume la responsabilidad del flujo de materiales y el transporte entre los distintos procesos. Un componente central aquí también es el desarrollo conjunto de interfaces automatizadas de hardware y software hacia todas las estaciones de proceso aptas para uso industrial. El objetivo general es desarrollar un concepto de automatización integral para la línea piloto.
La misión de 3YOURMIND es proporcionar una continuidad total de los datos para los flujos de trabajo de fabricación de extremo a extremo. Su Agile Software Suite garantiza la automatización y la previsibilidad en toda la cadena de producción. En colaboración con los socios del proyecto POLYLINE, 3YOURMIND establecerá un modelo operativo basado en datos que incluye inventarios digitales cualificados de piezas, procesamiento de pedidos, planificación y ejecución de trabajos y postprocesamiento, gestión de materiales y control de calidad. La productividad, la repetibilidad y la rentabilidad son factores críticos para la adopción de la AM en el sector de la automoción, y las roscas digitales están diseñadas para permitirlo.
Additive Marking GmbH desarrolla soluciones de software para el marcado y la trazabilidad integrados en la producción de componentes de fabricación aditiva. Como empresa derivada del Centro de Investigación de Fabricación Directa de la Universidad de Paderborn, los fundadores están muy familiarizados con la necesidad y el reto de vincular los productos fabricados con los gemelos digitales individuales. Al evitar pasos adicionales en el proceso, la start-up de Paderborn contribuye así a la eficiencia de los recursos y a la optimización de la gestión de la calidad.
La cartera de productos de los especialistas en postprocesado de Múnich consta de soluciones para la limpieza, el revestimiento y la coloración de plásticos impresos en 3D. DyeMansion lidera el campo de actividad "Limpieza y acabado". Su contribución consiste en ofrecer un proceso especial para colores de automoción UV estables y certificados según la norma ISO 105 B06, así como soluciones preparadas para la Industria 4.0 para la limpieza y el tratamiento mecánico de superficies mediante su proceso patentado PolyShot Surfacing (PSS). La conectividad MES de la plataforma DyeMansion Print-to-Product también forma parte del proyecto.
Bernd Olschner GmbH ofrece a nivel nacional e internacional productos de alto rendimiento y soluciones específicas para cada cliente en el ámbito de la limpieza industrial. Los conceptos de producto se adaptan a las necesidades especiales de los clientes. El principal objetivo del proyecto POLYLINE es el desarrollo y la aplicación de un concepto para la limpieza ultrafina de componentes, especialmente en lo que respecta a los próximos procesos de seguimiento.
Optris GmbH, fundada en 2003 en Berlín, es una de las empresas alemanas líderes en el campo de la tecnología de medición de temperatura sin contacto. Con 100 empleados en la sede de Pankow y una facturación anual de 21 Mio. En la actualidad, la empresa cuenta con 500.000 sistemas de medición de temperatura instalados en todo el mundo. Optris fabrica pirómetros rápidos especializados y cámaras termográficas adaptadas al proceso de sinterización aditiva de plásticos por láser para el campo especial del procesamiento de materiales por láser que requiere el proyecto POLYLINE.
La cartera de productos de los especialistas en postprocesado de Múnich consta de soluciones para la limpieza, el revestimiento y la coloración de plásticos impresos en 3D. DyeMansion lidera el campo de actividad "Limpieza y acabado". Su contribución consiste en ofrecer un proceso especial para colores de automoción UV estables y certificados según la norma ISO 105 B06, así como soluciones preparadas para la Industria 4.0 para la limpieza y el tratamiento mecánico de superficies mediante su proceso patentado PolyShot Surfacing (PSS). La conectividad MES de la plataforma DyeMansion Print-to-Product también forma parte del proyecto.
En POLYLINE, la Universidad de Paderborn, junto con otros socios investigadores del proyecto, está trabajando en la cadena de proceso horizontal para la integración de la fabricación aditiva en un proceso en línea. La atención se centra en el desarrollo de un concepto holístico para la fabricación aditiva, incluida la consideración de la gestión de la calidad. Con el DMRC (Centro de Investigación en Fabricación Directa), la Universidad de Paderborn cuenta con un alto nivel de conocimientos en el campo de la AM y puede aprovechar la experiencia de varios proyectos de investigación nacionales e internacionales.
Uno de los focos de nuestro trabajo es la cadena de procesos digitales en el procesamiento aditivo por encargo. Se está desarrollando un concepto para la planificación y el control óptimos de la producción de la POLYLINE, incorporando las fuentes de datos existentes. La escalabilidad de este concepto se pondrá a prueba en un estudio de simulación. En el ámbito de la limpieza o el acabado de componentes, la atención se centra en la limpieza técnica. Para ello, el instituto desarrolla cadenas de procesos de limpieza con las que se pueden colmar las lagunas relacionadas con los procesos. Además, se puede aumentar la eficiencia de los recursos y la calidad del producto garantizando la limpieza técnica.
Fraunhofer IML se dedica a la concatenación física de los pasos del proceso. Se tiene en cuenta todo el flujo de materiales y, sobre esta base, se desarrollan conceptos de solución que luego se ponen en práctica en cooperación con los demás socios del consorcio. Se presta especial atención a la vinculación flexible de los procesos anteriores y posteriores, hasta ahora manuales e independientes, en la fabricación aditiva. El concepto de implementación y flujo de materiales desarrollado por Fraunhofer IML permite la integración de las futuras líneas de producción aditiva en los procesos de producción convencionales.
Entre otras cosas, la Universidad TU Dortmund contribuirá a la aplicación de métodos de aprendizaje profundo y modelado geométrico implícito para la preparación/análisis de datos y la monitorización/gestión de calidad en línea. Además, se desarrollarán enfoques de aprendizaje profundo geométrico altamente innovadores, así como métodos multicriterio para la optimización de los pasos del proceso y el POLYLINE completo bajo criterios diferentes y simultáneamente a considerar. Así, la Universidad TU Dortmund desarrollará métodos y conceptos superiores para una automatización y eficiencia sostenibles de la POLYLINE.
La Cátedra de Fabricación Digital se fundó en 2015 y forma parte de la Facultad de Informática Aplicada de la Universidad de Augsburgo. En términos de contenido, la cátedra se ocupa de la integración horizontal y vertical de los procesos de AM en los sistemas de producción existentes. El principal objetivo del proyecto POLYLINE es el desarrollo de cadenas de procesos verticales robustas mediante el registro y procesamiento estructurado de los datos generados en cada uno de los pasos del proceso. De este modo se sientan las bases de una imagen digital del proceso de producción que garantiza la transparencia y la trazabilidad a lo largo de todo el proceso.
En este proyecto, la Universidad de Duisburg-Essen aborda toda la cadena del proceso horizontal de sinterización por láser. Se consideran distintos aspectos del proceso, el postprocesado y la manipulación del polvo. El objetivo principal es desarrollar una garantía de calidad para el sistema de materiales y el proceso utilizado. Proporcionar calidades de polvo constantes eliminando las fluctuaciones de calidad imperantes es, por tanto, la base de una producción en serie para obtener productos reproducibles y de alta calidad con la mejor eficiencia de recursos posible.
