Les premières industries à bénéficier de l’outil d’usine numérique de Solukon sont l’aérospatiale et le médical.
Une chose est sûre : quelle que soit la rapidité et la sécurité des processus de production de la fabrication additive, s’ils ne sont pas conformes aux exigences d’un certain système de gestion de qualité, votre production ne servira certainement pas le bon objectif.
Il va sans dire que cette nécessité de se conformer à la gestion de la qualité – et même à certaines réglementations – est d’une importance capitale dans des secteurs exigeants comme l’aérospatiale et la médecine, d’où l’établissement des normes telles que ASTM F3335 pour les produits médicaux, Considérations Techniques pour les Appareils Médicaux Imprimés 3D (FDA), MSFC-STD-3716, standards pour la FA dans l’aérospatiale, pour n’en citer que quelques-unes.
Quel que soit leur domaine, nous avons vu les fournisseurs d’équipements de fabrication additive développer de nouvelles solutions pour se conformer à ces normes. Pour les fournisseurs d’équipements de post-traitement en particulier, le défi est encore plus difficile à relever car ils doivent nécessairement prendre en compte plusieurs autres machines dans l’environnement de production.
Une solution qui vient d’être lancée sur le marché pour résoudre ce problème est l' »outil d’usine numérique » de Solukon (en anaglais, digital factory tool). Cette annonce fait suite à la sortie récente de nouvelles fonctionnalités dans les systèmes automatisés d’enlèvement de poudres du fabricant.
Dans le but d’automatiser en permanence ses processus d’enlèvement de poudre, le fabricant de machines a amélioré son concept de capteurs. Cette mise à niveau s’accompagne de la sortie d’un concept de gestion des interfaces qui permettra d’intégrer le processus d’enlèvement de podures dans un environnement de production numérique global. L’objectif final ? Augmenter l’efficacité et garantir le contrôle de la qualité.
Que comprend cet outil d’usine numérique ?
Depuis la collaboration avec Siemens pour développer le logiciel intelligent SiDAM jusqu’à l’outil d’usine numérique d’aujourd’hui, l’entreprise vise à permettre une intégration facile de l’enlèvement automatisé de la poudre dans un processus de FA numérique global.
Le nouvel ensemble numérique englobe le contrôle de la production, la gestion de la maintenance, l’intégration de l’automatisation et la validation du processus / gestion de la qualité.
Un regard plus attentif sur le contrôle de la production
Pour comprendre comment fonctionne le contrôle de la production, nous devons expliquer le concept d’OPC-UA pour ceux qui ne le connaissent pas.
OPC-UA est l’abréviation de « Open Platform Communications United Architecture ». Il s’agit d’une plateforme qui fournit l’infrastructure nécessaire à l’interopérabilité dans toute l’entreprise, de machine à machine, de machine à entreprise et tout ce qui se trouve entre les deux.
Le spécialiste de l’enlèvement automatisé des poudres a donc intégré une interface OPC-UA à son SFM-AT800 pour permettre un contrôle et une surveillance centralisés. À l’Institut Fraunhofer pour les machines-outils et les technologies de formage (IWU), basé à Dresde, il y a une machine SFM-AT800 de Solukon qui intègre cette interface OPC-UA dans une cellule robotique modulaire.
Les opérateurs de ce système Solukon expliquent que la cellule robotique est un exemple de traitement en aval. Outre l’élimination de la poudre, la cellule robotisée comprend un système d’analyse optique de la géométrie et un système d’élimination des supports, sans oublier qu’elle peut également effectuer le chargement des pièces et d’autres tâches liées à la découpe des métaux. Comme le décrit le concept de l’OPC-UA, chacune de ces stations communique avec les autres.
Selon le Dr Juliane Thielsch, responsable du département « Fusion laser sur lit de poudre » et le Dr Arvid Hellmich, responsable du département « IIOT-Controlling and Technical Cybernetics » à l’IWU de Dresde : « La commande à distance du système Solukon via OPC-UA garantit un traitement flexible et adaptatif des pièces. Comme l’ensemble du processus fonctionne automatiquement, nous économisons beaucoup de temps de réglage et sommes donc prêts pour une intégration fonctionnelle plus poussée. »
Imaginez maintenant une usine aérospatiale où un large éventail d’imprimantes 3D industrielles et d’équipements périphériques fonctionnent ensemble. L’importance de cette interface OPC-UA est cruciale pour surveiller et contrôler toutes ces machines avec précision et en temps réel. De cette façon, si un défaut survient, il devient facile de trouver l’endroit exact où il s’est produit et de s’attaquer immédiatement au problème.
« L’interface Solukon OPC-UA permet à la fois d’accéder aux données des machines et de les contrôler à distance. En outre, le Solukon Digital Factory Tool permet à l’opérateur d’intégrer toutes les informations dans le tableau de bord de l’application de la machine. Les données et les paramètres relatifs aux programmes de nettoyage, tels que le temps de fonctionnement et le numéro de lot, peuvent être facilement attribués via le réseau. En ce qui concerne le processus de nettoyage, l’interface OPC-UA permet à l’opérateur de démarrer, de surveiller et de modifier le programme de nettoyage comme il le souhaite. L’état de la machine et la progression du processus sont accessibles en temps réel », explique l’entreprise dans un communiqué de presse.
Le concept de capteur amélioré pour la gestion de la maintenance
Pour améliorer la gestion de la maintenance, le fabricant de machines a amélioré les moniteurs de ses systèmes de capteurs. Avec les nouveaux systèmes de capteurs, les opérateurs peuvent détecter instantanément tout changement dans la consommation de gaz inerte, d’air comprimé, d’atmosphère de la chambre ou d’énergie.
Le concept amélioré des capteurs fournit facilement à l’opérateur une vue d’ensemble des performances des différents composants de la machine. De plus, les opérateurs peuvent effectuer la maintenance au bon moment et savoir quand se procurer les pièces d’usure.
Cette tâche de maintenance reste un service externe que l’équipe de Solukon peut fournir.
Le niveau avancé d’automatisation
Pour rappel, par opposition aux processus manuels, la valeur clé pour les équipements de post-traitement est la capacité à garantir que les processus en aval tels que l’effort d’installation, le déballage, l’enlèvement des poudres et le tamisage sont totalement automatisés afin que l’opérateur gagne du temps et réduise les coûts sur l’ensemble de la ligne de production.
Depuis le premier jour, l’automatisation fait partie intégrante du développement des machines de Solukon. Les projets phares HyProCell et NextGenAm montrent que la société l’a abordée sous un angle différent.
La société a expliqué que dans le cas de HyProCell, la SFM-AT800 communique en permanence avec un centre de contrôle lorsqu’elle est chargée par un robot. À cette fin, une porte de chargement spéciale et un système de serrage automatique ont été ajoutés au système automatisé de retrait de la poudre.
« Le système Solukon est la première unité juste après le processus de construction et est donc essentiel pour les étapes suivantes de la chaîne de processus automatisée. Avec le projet Hyprocell, Solukon a démontré de manière impressionnante son haut potentiel d’automatisation. Par conséquent, les systèmes Solukon sont parfaitement adaptés à d’autres projets d’automatisation », déclare le Dr Juan Carlos Pereira Falcon, chercheur principal chez Lortek et coordinateur du projet HyProCell.
Ce qui rend la validation des processus et la gestion de la qualité exceptionnelles
Nous avions l’habitude de parler de la reproductibilité des pièces de FA sans prêter suffisamment attention à tous les systèmes qui permettent cette reproductibilité. En fait, la reproductibilité ne peut être atteinte que si chaque étape de la production est clairement décrite, ce qui facilite l’obtention de la certification indispensable dans des secteurs comme l’aérospatiale et le médical. C’est quelque chose que Solukon a bien compris puisque le Solukon Digital Factory Tool prend en compte toutes les conditions pertinentes dans la chambre de traitement et les enregistre dans un fichier de protocole pour l’assurance qualité.
Bien qu’ils disposent de tous les outils nécessaires pour assurer une documentation continue et une surveillance en temps réel, il va sans dire que c’est aux opérateurs de déterminer la valeur sensible sur laquelle ils doivent axer leur évaluation, afin que toute inexactitude technique puisse être notée et corrigée en temps utile.
« Le Solukon Digital Factory Tool marque une étape importante vers l’automatisation du post-traitement et donc vers l’intégration dans une chaîne de processus de FA holistique. En particulier, grâce à la validation du processus dans un protocole complet, nos clients obtiennent une certification encore plus rapide, plus précise et plus facile. Le Solukon Digital Factory Tool est particulièrement applicable aux industries sensibles comme l’aérospatiale et le médical », conclut la société.
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