ライトハウス・プロジェクトが予備部品とシリーズ部品の生産で始動
ドイツ連邦教育研究省がPOLYLINEに1070万ユーロを資金提供自動車産業における積層造形自動化コンソーシアムのキックオフミーティングを開催
2020年5月5日、ドイツ、クライリング
POLYLINEプロジェクトは、ドイツの15の産業界および研究機関のパートナーを集め、次世代のデジタル化された生産ラインを開発するものである。このラインは、自動車産業向けのプラスチック部品の生産に使用される。その目的は、従来の生産技術（機械加工、鋳造など）を、高スループットのライン生産システムという形で付加製造（AM）で補完することである。このプロジェクトは、ドイツ連邦教育研究省から総額1,070万ユーロの資金援助を受けている。ユーロである。プロジェクトの期間は3年間である。POLYLINEは、2020年3月4日、ミュンヘン近郊のクライリングにあるEOSで開催された全コンソーシアム・パートナーによるキックオフ・ミーティングで正式に発足した。
ポリライン・プロジェクトの背景
積層造形は、ほとんどどんな形状でも、複雑な構造でも、多大な追加工数をかけずに実現することができる。しかし、現時点では、従来のラインにおける積層造形工程の垂直統合も水平統合も、プロセス・チェーン全体に標準がないため、限られた範囲でしか実施できない。これは、AM特有のワークフロー（「バッチプロセス」での生産時間など）や、物理的な取り扱いと輸送プロセスの自動化レベルが一般的に低いことが原因である。
一方、水平プロセスチェーンに沿ったデジタルデータチェーンは、多くのインターフェースで連続していないため、現状では透明性の欠如、エラーの発生しやすさ、プロセスチェーンに沿ったモニタリングの制限につながり、関連する生産管理システムへの統合を困難にしている。これらの障害は、既存の連続生産ラインや組立ラインにおける付加製造プロセスの明らかに高い可能性を制限している。
プロトタイピングのための柔軟なソリューションから
スケーラブルな付加製造チェーンまで
プロジェクトの目的を達成するために、プロジェクトはデジタルと物理的なシステムのブレークスルーを目指している。これを達成するためには、CADモデルから最終部品に至るまで、すべての中心特性値と品質基準（識別、履歴、測定値を含む）を記録し、文書化することが重要である。プロセスの準備から選択的レーザー焼結プロセス、冷却、開梱、洗浄、後処理に至るまで、生産の個々のサブプロセスは自動化され、計画中の生産ラインに統合される。
POLYLINEは、全体的な視野に立ち、必要なすべてのプロセスを実装する新しいソリューションアプローチを採用しています。対象となる生産ラインは、アプリケーションパートナーの要求に応じて、高い成熟度で実装されるよう計画されている。ユースケースには、カスタマイズされたコンポーネントだけでなく、大量のシリアルコンポーネントも含まれる。
ドイツ連邦教育研究省は、アディティブ・マニュファクチャリング（積層造形）を連続生産に代わる真のプロセスとして確立するため、このプロジェクトに総額1070万ユーロの資金を提供している。ユーロの資金援助を受けている。このプロジェクトは、資金援助プログラム「Photonics Research Germany - Light with a Future」の一環である「積層造形プロセスのライン統合」の一環である。POLYLINEは、金属とプラスチックの産業用3Dプリンティングで世界をリードするEOSが主導する。
科学、研究、産業界からの15人のプロジェクト・パートナーが、この先駆的なプロジェクトへの貢献を発表する。
EOSは、金属とプラスチックの産業用3Dプリンティングにおいて世界をリードする技術プロバイダーです。1989年に設立されたこの独立系企業は、積層造形における包括的ソリューションのパイオニアであり、イノベーターです。プロジェクトの一環として、EOS P 500は、交換可能なフレームの完全自動ローディングとリアルタイムのモニタリングを装備する。AMシステムは、材料のふるい分け、混合、認定を含む完全自動の粉末処理システムに組み込まれる。EOSはコンソーシアムのリーダーであり、IMLとともにプロジェクト全体の管理を担当する。
BMW、MINI、ロールス・ロイス、BMWモトラッドの各ブランドを擁するBMWグループは、世界有数の自動車およびモーターサイクルのプレミアム・メーカーであり、プレミアム金融およびモビリティ・サービスのプロバイダーでもある。BMWグループの生産ネットワークは、15カ国に31の生産工場と組立工場で構成され、140カ国以上に販売代理店を持つグローバルな販売ネットワークを持っています。3Dプリント部品の使用は、BMWグループにとってますます重要になってきている。過去10年間だけでも、テスト車両の製造や最終顧客の車両などに使用する100万個以上の部品を製造してきた。
POLYLINEの一環として、BMWグループは、開発された生産ラインが自動車業界の基準を満たし、既存の生産体制に統合できるよう、要求事項のカタログを作成している。将来的には、ミュンヘン近郊に新設されるアディティブ・マニュファクチャリング・キャンパスに実証ラインが設置される予定だ。そこでは、プロジェクトの一環として、因果関係が共同で研究される。
グレンツェバッハは、工業プロセスの自動化のスペシャリストとして、生産プロセスのインテリジェントで安全なネットワーク化の専門知識をこのプロジェクトに提供しています。パートナーとの協力のもと、グレンツェバッハは各工程間のマテリアルフローと輸送の責任を引き受けます。ここでの中心的な要素は、産業用途に適したすべてのプロセスステーションに向けた自動化されたハードウェアとソフトウェアのインターフェースの共同開発です。全体的な目的は、パイロットラインの全体的な自動化コンセプトを開発することである。
3YOURMINDの使命は、エンド・ツー・エンドの製造ワークフローに完全なデータ継続性を提供することである。そのアジャイル・ソフトウェア・スイートは、生産チェーン全体の自動化と予測可能性を保証する。POLYLINEプロジェクトのパートナーと協力し、3YOURMINDは、適格なデジタル部品在庫、受注処理、ジョブおよび後処理の計画と実行、材料管理、品質管理を含むデータ駆動型のオペレーションモデルを確立する。生産性、再現性、コスト効率は、自動車分野におけるAM導入の重要な推進力であり、デジタルスレッドはこれを可能にするよう設計されている。
Additive Marking GmbH社は、付加製造部品の生産統合型マーキングとトレースのためのソフトウェアソリューションを開発しています。パーダーボルン大学のダイレクト・マニュファクチャリング研究センターからのスピンオフ企業として、創業者たちは、製造された製品を個々のデジタルツインとリンクさせる必要性と課題を熟知している。パーダーボルンのスタートアップ企業は、追加の工程を省くことで、資源効率と品質管理の最適化に貢献している。
ミュンヘンを拠点とする後加工スペシャリストの製品ポートフォリオは、3Dプリントプラスチックの洗浄、表面加工、着色用ソリューションで構成されています。DyeMansionは、「クリーニングと仕上げ」分野のアクティビティをリードしています。同社の貢献は、ISO 105 B06に準拠したUV安定性の認証された自動車用カラーのための特別なプロセスと、独自のPolyShot Surfacing（PSS）プロセスを使用した洗浄と機械的表面処理のためのインダストリー4.0対応ソリューションを提供することです。DyeMansion Print-to-ProductプラットフォームのMES接続も、このプロジェクトの一部です。
Bernd Olschner GmbHは、工業用洗浄の分野において、国内外に高性能製品とお客様固有のソリューションを提供しています。ここでは、製品コンセプトが顧客の特別なニーズに適合しています。POLYLINEプロジェクトの主な焦点は、部品の超微細洗浄、特に今後のフォローアッププロセスに関するコンセプトの開発と実施です。
2003年にベルリンで設立されたオプトリス社は、非接触温度測定技術の分野でドイツをリードする企業のひとつです。パンコウに100人の従業員を擁し、年間売上高は2100万ユーロ。現在、同社は全世界で50万台の温度測定システムを導入している。POLYLINEプロジェクトで要求されるレーザー材料加工という特殊な分野のために、オプトリスは添加剤プラスチックレーザー焼結プロセスに適合した特殊な高速高温計と赤外線カメラを製造しています。
ミュンヘンを拠点とする後加工スペシャリストの製品ポートフォリオは、3Dプリントプラスチックの洗浄、表面加工、着色用ソリューションで構成されています。DyeMansionは、「クリーニングと仕上げ」分野のアクティビティをリードしています。同社の貢献は、ISO 105 B06に準拠したUV安定性の認証された自動車用カラーのための特別なプロセスと、独自のPolyShot Surfacing（PSS）プロセスを使用した洗浄と機械的表面処理のためのインダストリー4.0対応ソリューションを提供することです。DyeMansion Print-to-ProductプラットフォームのMES接続も、このプロジェクトの一部です。
POLYLINEでは、パーダーボルン大学がプロジェクトの他の研究パートナーとともに、ライン工程における積層造形の統合のための水平プロセスチェーンに取り組んでいる。その焦点は、品質管理の検討を含む、付加製造の全体的なコンセプトの開発にある。DMRC（直接製造研究センター）を擁するパーダーボルン大学は、AMの分野で高い専門性を有しており、国内外のいくつかの研究プロジェクトの経験を活用することができる。
我々の研究の焦点のひとつは、加法注文加工におけるデジタル・プロセス・チェーンである。既存のデータソースを取り入れながら、ポリラインの最適な生産計画と制御のためのコンセプトを開発中である。このコンセプトは、シミュレーション研究で拡張性を検証する予定である。部品の洗浄や仕上げの分野では、技術的な清浄度に重点を置いている。この目的のために、当研究所では、工程関連のギャップを埋めることができる洗浄工程チェーンを開発している。さらに、技術的清浄度を確保することで、資源効率と製品品質を向上させることができる。
フラウンホーファーIMLは、プロセスステップの物理的連結を専門としています。マテリアルフロー全体が考慮され、これを基にソリューションコンセプトが開発され、他のコンソーシアムパートナーと協力して実装されます。特に、積層造形において、これまで手作業で独立していた上流工程と下流工程を柔軟に連結させることに重点を置いている。フラウンホーファーIMLが開発した実装とマテリアルフローのコンセプトは、将来の付加製造ラインを従来の製造プロセスに統合することを可能にします。
特に、ドルトムント工科大学は、データ準備／分析およびオンラインモニタリング／品質管理のためのディープラーニングと暗黙幾何モデリング手法の応用に貢献する。さらに、非常に革新的な幾何学的ディープラーニングアプローチや、プロセスステップや完全なPOLYLINEの最適化のための多基準手法が、異なる同時に考慮される基準の下で開発される。このように、ドルトムント工科大学は、POLYLINEの持続可能な自動化と効率化のための優れた手法とコンセプトを開発する。
デジタルマニュファクチャリング講座は2015年に新設されたもので、アウクスブルク大学の応用コンピュータ科学部に属している。内容的には、既存の生産システムへのAMプロセスの水平および垂直統合を扱っている。POLYLINEプロジェクトの主な焦点は、個々のプロセスステップの生成データを構造化された方法で記録・処理することにより、堅牢な垂直プロセスチェーンを開発することである。これにより、生産プロセスのデジタルイメージの基礎が築かれ、プロセス全体の透明性とトレーサビリティが確保される。
このプロジェクトで、デュースブルク・エッセン大学はレーザー焼結の水平プロセスチェーン全体を扱っている。プロセス、後処理、粉体処理の様々な側面が検討される。主な目的は、使用する材料システムとプロセスの品質保証を開発することです。従って、一般的な品質変動を排除して一定の粉末品質を提供することは、可能な限り最高の資源効率で再現性のある高品質な製品を連続生産するための基礎となります。
