Digitaliseret 3D-print i metal åbner ny verden for industrien

| Af Redaktionen | Jern & Maskinindustrien | Tip redaktionen om en historie

Indenfor dansk produktionsindustri er 3D-print i metal stadig et nyt og relativt uprøvet område, hvor man i høj grad mangler digitale redskaber til at håndtere produktionen.

Det skal projektet AM-LINE 4.0 give nye løsninger til, sammen med udvikling af computermodeller, som kan afdække hvordan et 3D-printet emne vil opføre sig undervejs i produktionen, og bagefter når det belastes i brugssituationen. DTU Mekanik har modtaget 8 mio. kr. fra Innovationfonden til projektet, hvor professor Jesper Hattel koordinerer instituttets indsats og leder af arbejdspakke 4, ”Digital Twin of AM Production Line”.

Læs også: Dansk AM Hub sætter fart i brug af 3D-print

Som en del af projektet etablerer Teknologisk Institut en hel produktionslinje for 3D-metalprint, og DTU Mekanik står for at udvikle det, man kalder den digitale tvilling, det vil sige den digitale repræsentation af produktet, og hvordan det opfører sig under produktionen og bagefter i driften. Man vil herved have adgang til en række digitale modeller og redskaber til at overvåge og kvalitetssikre produktionen, mens den er i gang, og ikke kun ved for eksempel stikprøvekontrol bagefter.

Digitale redskaber hjælper med at styre produktionen ved 3D-metalprintning – og meget andet
Med projektet vil dansk industri ikke bare få adgang til viden og knowhow om produktion af 3D-metalprint, de vil også kunne tilpasse de digitale modeller, som DTU-forskerne udvikler til mange andre former for produktion. Så perspektivet for produktionsindustrien er i virkeligheden langt større end 3D-print i metal.

- Filosofien med den digitale tvilling af produkter og systemer er en meget vigtig del af Industri 4.0, fortæller professor Jesper Hattel.

- Det er et grundlæggende og helt generelt koncept, at vi kan etablere den digitale tvilling for produkter og systemer, og derved være i stand til at forstå, hvordan produkterne produceres og opfører sig i drift, for ultimativt at kunne forbedre produktionen og produkternes egenskaber og performance.

De digitale modeller skal fødes med opsamlede data fra for eksempel sensorer, som under produktionen skal måle forskellige procesparametre som temperaturer og så videre. Scannere vil ydermere indsamle nøjagtige data om det 3D-printede emnes dimensioner, og herved om det lever op til de geometriske tolerancer, som man har stillet til emnerne på forhånd.

- Hvis nu man under produktionsprocessen kan scanne sig frem til, at emnet her kommer til at bøje, så kan man jo føde den information tilbage i computermodellen, som så vil sige noget om, hvad man skal gøre for at undgå det, siger Jesper Hattel.

Læs også: 3D-metalprint klar til fødevareindustrien

Det kommer i sidste ende til at betyde, at man kan tilpasse og korrigere produktionen i samme øjeblik, der begynder at ske fejl, og produktet afviger fra de krav, man har stillet på forhånd.

Forskningen skal afdække, hvordan 3D-metalprint opfører sig i produktionen og under drift
-
De eksisterende computersimuleringsmodeller af hvordan 3D-printede metalemner opfører sig i produktionen og efterfølgende er stadig mangelfulde, men med projektet her vil vi få mulighed for at skabe en helt ny forståelse af, hvordan hele proceskæden påvirker emnernes egenskaber, og hvordan det skal beskrives numerisk – og det kræver kompetencer fra alle de tre involverede sektioner på instituttet, bemærker Jesper Hattel.

I projektet vil der specifikt blive fokuseret på den form for 3D-metalprintning, som hedder selective laser melting (SLM), og som består af en proces, hvor man bygger emnet op lag på lag ved at lægge metalpulver på, og så smelte det med laser ovenfra. Det er den samme gradvise opbygning som kendes fra 3D-print i for eksempel plast, og som gør, at man kan opbygge emner med komplekse, indre strukturer. Processen med 3D-print, eller additive manufacturing, er i sig selv digital af natur, fordi selve printprocessen foregår fuldt computerstyret ud fra en CAD-tegning i 3D og en kompliceret plan for, hvordan laseren skal smelte metalpulveret, den såkaldte scanningsstrategi. Metalemnet printes på en basisplade, hvor det sidder fast med små støttestrukturer, hvorved der opbygges termiske spændinger, som så frigives i form af deformationer, når det skæres fri.

- Det vi ser her, fortæller Jesper Hattel:

- Er deformation af emnet, som skyldes termiske forskelle under printprocessen, og det er et af de store problemer med 3D-metalprint. Men det kan vi kompensere for ved at lave en ny scanningsstrategi, som tager højde for den viden. Vi har lavet en computersimulering af, hvordan processen foregår, og ved hjælp af den kan vi så foreslå en anden scanningsstrategi, så det termiske felt bliver mere homogent. Vi kan altså ved hjælp af computersimuleringer forudsige, hvordan scanningsstrategien skal være, så vi ikke får så store termiske deformationer - men foreløbig kun får simple emner som det viste.

De nye modeller, som forskningen kommer frem til, skal i sidste ende blive til simuleringsmodeller, som kan anvendes generelt i produktionen til forudsigelse af, hvordan de 3D-printede metalemner vil opføre sig under forskellige forhold under fremstillingen og bagefter i drift.

Artiklen er bragt i samarbejde med DTU.

Mere om: 3D-print | DTU


Hold dig opdateret med Jern & Maskinindustrien
Er du abonnent? Bliv abonnent

Med et abonnement får du ubegrænset adgang til online avisen. Læs avisen online


Skriv kommentar

Mest læste

Forsiden lige nu
Plus

Grundlægger køber afdeling tilbage fra Multicut

Plus

Dansk Verdensklasse
Henrik ville revolutionere Rival

Siden 2001 har Maskinfabrikken Rival haft fokus på at komme længere ind i kundernes værdikæde

Desmi ser muligheder i FN's verdensmål

Brüel Systems udpeger ny direktør

Plus

Dansk Verdensklasse
Workshop gav nyt produkt

Micro Matic har udviklet en CO2-regulator, som kan sættes på med et let tryk

Nyhedsbrev

Plus

Dansk Verdensklasse
Svær ordre krævede globalt topmøde

Online Avis Arkiv
Plus

Dansk Verdensklasse
Underleverandører gør "oprør"

Der er ikke fremtid i at kalde sig underleverandør.Gå i stedet ud og fortæl, hvad I kan, og hvor I kan skabe værdi, lyder opfordringen til metal- og maskinindustrien.

Plus

Dansk Verdensklasse
Metalvirksomhed endte som fadølsspecialist

Plus

Jernstøberier
Indtjening fordoblet: Dansk støbegods er eftertragtet

Stor interesse for fleksible pick-and-place løsninger

Plus

Dansk Verdensklasse
Fynboer udvikler det komplette slutprodukt

Micro Matic har for første gang lavet et komplet fadølsanlæg

Plus

Dansk Verdensklasse
Østproduktionen udløste partnerpotentiale

Plus

Dansk Verdensklasse
OEM’er kræver flere modulløsninger

Plus

Jernstøberier
Her er jernstøberiernes vigtigste nøgletal

Messe kigger ind i fremtidens industri

Automatik 2018 i Brøndby Hallen tager som del af konferenceprogrammet fat i det, der kommer efter Industri 4.0

Plus

Jernstøberier: Manglende kapacitet rammer branchen

Mobil spildevandsløsning skal rense globalt

Dansk Verdensklasse
Pladespecialist griber en niche

Skarpt messefokus giver gevinst

Plus

Hoyer skærper fokus på after-sales

Plus

7 Skarpe
- Vi kan blive den ledende robotleverandør

Bæredygtighed bliver også business

Industrien glemmer flygtningene

Plus

Regnskab
Stort underskud rokker ikke ved strategien

Kilde Automation mistede egenkapitalen i seneste regnskab, men budgetterer med sorte tal i år.

Technicon skal levere robotter til Syddansk Universitet

Dansk Verdensklasse
Partnerskaber i Dansk Verdensklasse

Værktøjsmager: Fedt med håndværk og teknologi

Billeder: I kamp for flere værktøjsmagere

En serie på et styk kan også automatiseres

Stor svejsermangel i det nordvestjyske

Svejseproducent: Fremtiden ligger i software

De bringer gamle bearbejdningsmaskiner up to date

Lanseskærer klarer det grove

Tysk metalmesse vil trække flere danskere til

Nye fræsere klar fra Iscar

SDU udbygger robotlaboratorium

Se alle Medlemmernes egne nyheder

Six Sigma Black Belt: 21 august 2018

Production Part Approval Process (PPAP)

En af de stærkeste på markedet indenfor komplekse statistikker!

Fra PVC (PVL) til halogenfri (NOVL)

Filterteknik A/S har fået en digital opfriskning

Vind en Powertex Håndkædetalje WLL 1 ton

3 grunde til at overveje at låne penge i din virksomhed

Komfortkøling

Reparation af svejserobot

Measurement System Analysis (MSA)

Kran og Wirehejs

Tall Ships Races fejres hos TESS!

Dagsprisen på Gaspoint Nordic

Bare rolig - Vi er her hele sommeren!

22.000 stykker aflagt Berendsen-tøj har fået nyt liv i Gambia

Selvom sommeren i den grad er over os, er der stadig gang i butikken hos os

4 tips til dig der skal have firmabil for første gang

Køleanlæg på lager - levering inden for 2 dage!

Josefine er udlært elektriker hos EL:CON i Roskilde

Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)

Nye plukkevogne til Newtec

Dagsprisen på Gaspoint Nordic

Mobil aircondition - lydsvag køling

Jobsamtalen starter før du aner det

Kanonflot kroghejs

Send til en kollega

0.384