Massaproductie van helmen dankzij digitalisering en additive manufacturing

14-08-2020

Betaalbare fietshelmen op maat voor iedereen: wat enkele jaren geleden nog ondenkbaar was, wordt nu werkelijkheid. Massaproductie van helmen nu mogelijk dankzij digitalisering en additive manufacturing. Met een smartphone-app wordt eenvoudigweg het hoofd gescand, waarna het productieproces, voor de op maat gemaakte helm, van start gaat. 

Samen met EOS ondersteunt Siemens deze visie van fietshelmfabrikant Hexr.
 

Het Digital Enterprise-portfolio van Siemens omvat software- en automatiseringsoplossingen die de verschillende productiestappen in de gehele waardeketen van additive manufacturing optimaliseren. Deze holistische benadering is uniek voor de industrialisatie van additive manufacturing. Aan de hand van zijn end-to-end oplossingen heeft Siemens de digital twin van een fabriek voor geïndustrialiseerde additive manufacturing ontwikkeld. Daarmee kan het ontwerp worden geoptimaliseerd en kunnen de productieprocessen, voor fietshelmen op maat, worden gestroomlijnd nog voor de productie van start gaat. Door de combinatie van simulatie, ontwerpoptimalisering en een hoge mate van automatisering bij de productie zouden de kosten per onderdeel kunnen worden voorspeld en aanzienlijk worden verlaagd, waardoor Hexr de scan-to-printapplicatie kan opschalen naar massaproductie.

Wat hebben poederbedprinten, selectief lasersmelten, materiaalextrusie en jetting gemeen?
 

Bij al die processen worden werkstukken laag voor laag opgebouwd aan de hand van digitale 3D-ontwerpgegevens. Op die manier kunnen zeer complexe structuren worden geproduceerd die niet alleen gelijktijdig licht en stabiel kunnen zijn, maar ook voordelig kunnen worden vervaardigd in batches van één stuk. Progressieve digitalisering maakt het mogelijk om additieve productieprocessen te optimaliseren.

Dankzij het Digital Enterprise-portfolio biedt Siemens geïntegreerde oplossingen aan voor additive manufacturing. De holistische benadering, die de hele waardeketen bestrijkt, zorgt voor een duurzaam concurrentievermogen. Wereldwijd zijn al meer dan 60 OEM’s in de weer met industrialisatie aan de hand van de automatiseringsoplossingen van Siemens. Siemens zelf heeft op dit moment meer dan 200 industriële AM-machines in gebruik op meer dan 45 locaties en neemt dus als producent het voortouw. Een groep van experten levert klanten diensten met toegevoegde waarde van AM-ontwerp tot AM-planning.

Aan de hand van NX-software, een toonaangevende geïntegreerde oplossing voor computerondersteund(e) ontwerp, productie en engineering (CAD/CAM/CAE) biedt Siemens specifieke functies voor additive manufacturing. Bij een geïntegreerde workflow bestrijkt NX het gehele proces van ontwikkeling en ontwerp, over de voorbereiding van de productie tot het aanmaken van de machinecode voor het 3D-printsysteem. De volledige digitale procesketen werkt vanuit één enkele geïntegreerde associatieve softwareomgeving en kan via een uniforme gebruikersinterface worden bediend. Daardoor behoort de foutgevoelige gegevensconversie waarbij mogelijk informatie verloren gaat tot het verleden. Bovendien verhoogt dit de betrouwbaarheid en efficiëntie van het proces en stelt het gebruikers in staat hoogwaardige producten op grote schaal te produceren, zelfs bij complexe printprocessen.

De intelligente automatisering van productiesystemen speelt een doorslaggevende rol bij de industrialisatie van additive manufacturing. Totally Integrated Automation (TIA), de industriële automatisering van Siemens, staat voor de efficiënte interactie van alle automatiseringscomponenten. Gebruikers kunnen vertrouwen op een maximale consistentie dankzij TIA-Portal, het kernelement van TIA.
 

Ze plukken de vruchten van de basisautomatisering met Simatic, met Sinamics-aandrijfsystemen en Simotics-motoren voor het verplaatsen van de mechanische eenheden van het toestel bij poederbedprinten en jetting.
 

De meerassige technologie van Sinumerik biedt heel wat mogelijkheden voor materiaalextrusie of selectief lasersmelten. In combinatie met Sinamics S120 en Simotics-motoren maakt deze CNC-sturing een nauwkeurige en dynamische meerassige bewegingscontrole mogelijk.
 

Dankzij hun schaalbaarheid kunnen deze oplossingen op een uiterst flexibele en voordelige manier worden afgestemd op de werkelijke behoeften. De geïntegreerde engineering en efficiënte programmering in het TIA-portaal beperken de time-to-market en in plaats van een complexe programmering wordt een snelle inbedrijfname en machinediagnose mogelijk gemaakt.

Siemens Advanta, de afdeling IoT-integratie van Siemens, ondersteunt de industrialisatie van AM-technologie aan de hand van een modulaire benadering: die start bij het bepalen van de strategie, het optimaliseren van het productontwerp, het ontwerpen van het productieproces, het uitvoeren van proefprojecten en het analyseren van de winstgevendheid, tot en met het plannen en verwezenlijken van een gebruiksklare AM-fabriek. Met behulp van de digital twin wordt een flexibel en schaalbaar productieconcept ontwikkeld en gevalideerd, dat zelfs al vóór het begin van de productie voldoet aan de vereisten van een klassieke serieproductie op het vlak van productiviteit en kosten en dat een vroegtijdige certificering mogelijk maakt.

Het Additive Manufacturing Network van Siemens is een online platform dat berust op samenwerking en dat wereldwijd voorziet in ontwerpen op aanvraag, technische knowhow en productiecapaciteiten voor industrieel 3D-printen. Het netwerk brengt gekwalificeerde leden onmiddellijk met elkaar in contact om zo de samenwerking en de harmonisatie van de processen tussen ingenieurs, inkopers en leveranciers van 3D-geprinte onderdelen te bevorderen. Afnemers van onderdelen en aanbieders van productiediensten halen voordeel uit het netwerk, aangezien het hun de mogelijkheid geeft om samen te werken, offertes uit te sturen, aankopen te verrichten en bestellingen op te volgen. Hierdoor wordt de ontwikkeling van innovatieve producten door additive manufacturing vereenvoudigd en kan de fysieke inventaris worden vervangen door een digitale inventaris. Het netwerk draagt ook bij aan de visie van Siemens om de risico’s te beperken die kunnen ontstaan bij additive manufacturing.

Siemens beschikt over een interactief Additive Manufacturing Experience Center (AMEC) in Erlangen, Duitsland, waar de geïntegreerde, naadloze procesketen van additive manufacturing en AM-gerelateerde producten van Siemens worden gedemonstreerd. Het AMEC maakt een overzicht van en geeft een kijkje in de verschillende industriële AM-technologieën en verstrekt daarenboven informatie over de hoge industriële eisen voor AM-ontwerp, -simulatie en -productie. Tot nu toe hebben 4.500 bezoekers deelgenomen aan de interactieve workshops van het AMEC. Sinds de opening van het digitale AMEC midden mei hebben al meer dan 1.500 geïnteresseerden een virtueel bezoek gebracht aan het AMEC. Het AMEC geeft blijk van de ervaring van Siemens als producent en aanbieder van oplossingen.

Info

Voor meer info surf naar http://www.siemens.com/additive-manufacturing

of naar https://new.siemens.com/global/en/company/stories/industry/the-power-of-printing.html

Of neem contact op met industrie.be@siemens.com