Digitaalisen kaksosen käyttö teollisen 3D-tulostuksen laadunvalvonnassa
Kolumni 11.03.2020
Teollisen metallien 3D-tulostuksen laadunvalvontaan on viime vuosina tullut uusi mahdollisuus – digitaalinen kaksonen. Tällä termillä tarkoitetaan 3D-tulostuslaitteeseen liitettäviä sensorijärjestelmiä, joilla 3D-tulostuksen aikana kerätään prosessinaikaista tietoa metallisulan käytöksestä, prosessilämpötiloista ja muista prosessiolosuhteista. Miten toimii digitaalisen kaksosen luonti?
Tieto metallisulan käytöksestä, prosessilämpötiloista ja muista prosessiolosuhteista voidaan järjestelmään liitetyllä ohjelmistolla tallentaa ja yhdistää valmistettavien kappaleiden kerrostietoihin ja laserskannauksen positiotietoihin jauhepedin pinnalla. Näin luotavasta prosessin monitorointitiedostosta, eli digitaalisesta kaksosesta, voidaan 3D-tulostuksen jälkeen määrittää kappaleen metallurgista yhtenäisyyttä tuotannossa vaadittavaa laatutasoa vastaan.
Tuloksista voidaan varmistua halutun laatutason saavuttamisesta ja tallettaa digitaalinen kaksonen osaksi valmistettavan tuotteen tuotantodokumentaatiota mahdollista myöhempää tarkastelua varten. Tai mahdollisessa häiriötapauksessa eristää yksittäinen kappale NDT- tai metallurgista tarkastelua varten virherakenteen juurisyyn selvittämiseksi ja/tai kappaleessa havaitun virherakenteen poistamiseksi tai korjaamiseksi jälkikäteen.
Kerättyä sensoridataa analysoidaan EOSTATE-ohjelmistolla käyttäen käytettävälle EOSin metallijauheelle ja 3D-tulostusprosessille tarkoitettua analyysialgoritmia. Tulosten perusteella voidaan varmistaa kappaleiden haluttu laatutaso ja/tai havaita prosessinaikaiset poikkeamat. Poikkeamien juurisyytä voidaan määrittää datan syvemmän analyysin perusteella.
Jotta digitaalisen kaksosen mahdollisuudet metallien 3D-tulostuksen sarjatuotannossa tulisivat tutummiksi suomalaiselle metalliteollisuudelle, esittelee EOS Finland käytännön esimerkkejä digitaalisen kaksosen hyödyntämisestä sarjavalmistuksessa Firpan vuosiseminaarissa ja workshopissaan 3D & New Materials -messuilla 18.-19.3.2020.
Samoin tuodaan viereisille Konepajamessuille nähtäville EOSin 3D-tulostuksen tuotantolaitteita ja –ketjua metallien 3D-tulostuksen hyödyntämiseksi suomalaisessa metalliteollisuudessa.
Juha Kotila
R&D Group Manager
EOS Finland, Turku