Perchè la manifattura additiva non può più ignorare la post produzione

am flow post produzione

La post produzione deve essere il complemento a uno della stampa 3D industriale. Ce lo spiega Carlos Zwikker, CCO della olandese AM-Flow.

Non c'è dubbio che il 2020 si sia rivelato un anno di svolta per la stampa 3D e la produzione additiva: tra le interruzioni causate dalla pandemia Covid-19, la tecnologia ha consolidato saldamente la sua posizione come una seria alternativa ai metodi di produzione esistenti.

Anche prima del Covid molte aziende avevano abbracciato i vantaggi dell'additivo, sfruttando le opportunità legate alla produzione localizzata, agli inventari digitali e alla produzione on demand.

Ma poiché sempre più aziende iniziano a guardare a come aumentare la produzione, diventa chiaro che è giunto il momento di affrontare quello che Zwikker chiama l'elefante nella stanza: l'enorme inefficiente fase di post produzione.

La stampa 3D, spiega Zwikker, è un processo altamente automatizzato, ma fino al punto in cui la parte stampata lascia la macchina.

Dopodiché, tutto il resto, dalla raccolta e smistamento all'imballaggio, deve essere fatto manualmente.

Ciò significa in genere che le aziende devono impiegare un team di persone per identificare e prelevare scrupolosamente ogni parte quando lascia la stampante, quindi trasportarla fisicamente alla successiva stazione di post produzione, e possibilmente molte altre ancora, prima di inscatolare tutto e inviare al cliente.

Questo è un modello laborioso, costoso e inefficiente che lascia i processi estremamente vulnerabili all'errore umano.

Per cercare di compensare l'aumento del costo del lavoro si sono viste alcune aziende esternalizzare la produzione a paesi con salari inferiori. Tuttavia, ciò confligge con molti dei vantaggi dell'utilizzo della stampa 3D.

Se si vogliono sfruttare i vantaggi della manifattura additiva, come la produzione su richiesta localizzata, la riduzione dell'impronta di carbonio e la produzione di piccoli lotti, bisogna trovare modi per automatizzare la post produzione e rapidamente.

Da una prospettiva commerciale, il punto di riferimento secondo Zwikker devono essere le tecnologie di produzione tradizionali esistenti.

Prendiamo ad esempio lo stampaggio a iniezione. È una tecnologia matura e completamente automatizzata, attributi che la rendono molto efficiente.

"Sebbene non abbiamo necessariamente bisogno di competere direttamente con lo stampaggio a iniezione e sicuramente non lo sostituiremo mai - dice Zwikker - come settore dobbiamo essere competitivi dal punto di vista del prezzo per pezzo e del tempo di consegna".

post produzioneAdottare una nuova mentalità

Una domanda che spesso viene posta è perché le aziende stanno pensando solo adesso alla post produzione, in particolare quelle che utilizzano l'additivo da anni. La risposta è che, nonostante i recenti progressi nell'uso della stampa 3D, è ancora un settore relativamente immaturo.

La maggior parte degli ambienti di produzione additiva è cresciuta lentamente nel tempo, in risposta a sfide o opportunità specifiche. Le aziende si sono concentrate sulla tecnologia, aggiungendo lentamente nuove stampanti ed espandendo il loro utilizzo dei materiali secondo necessità, piuttosto che pensare al processo di produzione o al flusso di lavoro. È solo ora che l'additiva si è dimostrata una tecnologia praticabile e utile e le aziende stanno cercando di aumentare le loro operazioni che la fase di post produzione è stata oggetto di maggiore controllo.

L'altro motivo, secondo Zwikker, per cui pochissime aziende hanno esplorato le opportunità per automatizzare la post produzione additiva è che, molto semplicemente, la tecnologia non esisteva per consentire loro di farlo. È solo con i recenti progressi nel machine learning e nell'hardware e nel software di post produzione che è finalmente possibile ottenere la piena automazione della post produzione additiva.

Le fasi della post produzione

Il primo passo per automatizzare la post produzione additiva è essere in grado di identificare ogni singola parte mentre esce dalla stampante 3D.

Di conseguenza stiamo assistendo all'arrivo sul mercato di macchine in grado di identificare le parti stampate in 3D in una frazione di secondo.

Ad esempio, dice Zwikker, il modulo di identificazione AM-Vision è dotato di dieci telecamere che acquisiscono più immagini di una parte stampata mentre passa attraverso l'unità, che vengono quindi incrociate con i metadati dal suo file STL. Da queste informazioni, la macchina può identificare le parti in appena 0,2 secondi, indipendentemente dal numero di parti stampate o dal modo in cui sono posizionate sul nastro trasportatore. Inoltre, sfruttando la potenza del machine learnng, il processo di identificazione può essere perfezionato nel tempo, in modo che diventi sempre più preciso e affidabile.

La capacità di identificare le parti stampate in 3D rende la tracciabilità completa una realtà, che è un altro traguardo importante che deve essere raggiunto per allineare l'efficienza dell'additivo ai processi di produzione tradizionali.

Naturalmente, una volta che si può identificare automaticamente una parte stampata in 3D, si può anche ordinarla, prenderla, trasportarla e imballarla.

Di conseguenza, stiamo anche assistendo all'arrivo di moduli per automatizzare ciascuno di questi singoli processi, come parte di un flusso di lavoro digitalizzato end-to-end senza interruzioni.

I vantaggi di chi comincia a produrre in additivo adesso

Un'altra domanda che viene posta spesso è quella che si applica non solo alle soluzioni di post produzione, ma a qualsiasi tipo di sistema "aggiuntivo", ovvero "funzionerà con i sistemi esistenti?"

Man mano che l'ecosistema additivo continua a espandersi e diventare più sofisticato, spiega Zwikker, questa domanda diventerà sempre più pertinente.

Per alcuni aspetti, le aziende che stanno iniziando solo ora a passare all'additivo hanno un vantaggio, in quanto possono implementare un flusso di lavoro additivo completamente integrato, che comprende la post produzione sin dall'inizio. Per le aziende che hanno già stabilito i processi additivi è più una sfida. L'ultima cosa che vogliono fare è interrompere la produzione e riprogettare i sistemi da zero.

Spetta quindi ai fornitori di soluzioni come AM-Flow creare sistemi che siano, in effetti, aperti. O, in altre parole, possono essere integrati con qualsiasi sistema attualmente in uso.

Come accennato in precedenza, la maggior parte degli ambienti di produzione additvia è cresciuta organicamente nel tempo per soddisfare esigenze o sfide specifiche. Di conseguenza, il panorama è frammentato: nulla è standardizzato e sono presenti molti sistemi proprietari.

Per consentire una transizione rapida e fluida alla completa automazione, è imperativo che qualsiasi soluzione di post-elaborazione sia in grado di collegarsi a qualsiasi sistema in uso.

Ciò significa che dovrebbe essere compatibile con tutto il software MES o ERP esistente e può anche essere facilmente integrato con sistemi esterni come la pulizia e l'hardware di post-elaborazione che migliora la qualità delle parti.

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