InformaApp - Smart3D

Smart3D

Smarter 3D-Druck polymerer Hochleistungs-Systeme

Fördergeber

Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie

Forschungsschwerpunkt

Digital Technologies

Laufzeit

01.04.2021 - 31.03.2023

Ziele

Projektziele:

Entwicklung eines Systems zur durchgängigen Datenanalyse mit implementierten Entscheidungsalgorithmen für die Fertigung hochqualitativer Strukturbauteile im 3D-Druck in Form einer closed-loop Regelung
Virtuelle Prozessierung eines FFF-3D-Druck Prozesses

Einzelziele:

Identifikation relevanter Anwendungsfelder und –fälle
Installation einer geeigneten Kombination diverser Sensoren in Form eines Prozess-Monitoring Systems in die 3D-Druck-Systeme der Muhr GmbH und des TCH installieren
Zeitlich und örtlich ausreichend aufgelöste Abbildung der Bauteilqualität aus Daten der Sensorik
Entwicklung von selbstlernenden KI-Algorithmen zur Prognose kritischer Prozesszustände und zur automatisierten Optimierung der Prozessparameter
Aufbau einer Datenplattform zur Speicherung und Verarbeitung der Daten aus dem Monitoring-System
Entwicklung einer automatisierten thermo-mechanischen Simulation des Druckprozesses
Charakterisierung relevanter Materialien und Entwicklung der Materialmodelle
Automatisierung der Modelldefinition mit der Positionierung virtueller Sensoren, sowie Analyse und Aufbereitung der Ergebnisdaten
Sicherstellung der Einsatzfähigkeit vor dem Hintergrund begrenzter Vorlaufzeiten in der Bauteilentwicklung und der notwendigen hohen Anzahl von Rechenläufen als Input für die KI-integrierte Prozessentwicklung
Identifikation der optimalen Druckstrategie inklusive Prozessfenster (Schwankungsbreite der Prozessparameter) mittels Analyse von Daten aus realer und virtueller Fertigung

Beschreibung

Der 3D-Druck als hoch variables, werkzeugloses Fertigungsverfahren zur Darstellung komplizierter Bauteilgeometrien hat über wenige Jahre eine hohe Durchdringung insbesondere im Bereich Ersatzteilbeschaffung erfahren. Der Einsatz dieser Technologie für hochperformante Kunststoffprodukte in Medizin- sowie Luft- und Raumfahrttechnik wird derzeit behindert durch mangelnden Reifegrad von Systemen zur Erfassung, Kontrolle und Sicherstellung der Bauteilqualität. Ein kombinierter Ansatz aus erweitertem Prozess-Monitoring und virtueller Prozessierung (Prozess-Simulation) unter Einsatz von Methoden der Künstlichen Intelligenz soll dem Verfahren für genannte Zielanwendungen zum Durchbruch verhelfen und die Prozesskontrolle im 3D-Druck generell nachhaltig verbessern.

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