I processi additivi sono in aumento rispetto alle tecniche di produzione convenzionali: sono già più flessibili, più economici, più funzionali. L’unico problema è la produttività. Un consorzio tedesco-canadese sta ora affrontando questo problema con l’intelligenza artificiale (AI): con il nuovo software per il controllo del processo, la saldatura a deposizione laser deve essere automaticamente ottimizzata e resa notevolmente più produttiva. Rivestire le parti soggette a usura in modo più efficiente e adattivo
I costruttori di macchine canadesi ricevono molti ordini dalle industrie minerarie e petrolifere. Ad esempio, i denti del frantoio per pietre provenienti dall’estrazione mineraria vengono regolarmente revisionati. La deposizione di materiale laser (LMD) viene utilizzata per applicare nuovi strati alla parte soggetta ad usura fino a raggiungere nuovamente la geometria target. Il problema è l’usura irregolare. Ciò significa che devono essere applicati strati con spessori variabili. Un operatore deve misurare dopo ogni rivestimento o almeno dopo ogni decimo strato e regolare il controllo del processo.
Nel progetto “Artificial Intelligence Enhancement of Process Sensing for Adaptive Laser Additive Manufacturing AI-SLAM”, i partner stanno sviluppando congiuntamente software per i produttori di sistemi con cui i processi LMD possono essere eseguiti automaticamente. Per fare ciò, le geometrie vengono registrate automaticamente durante l’applicazione. Il sistema rileva le deviazioni dal profilo specificato e regola i parametri di processo come la velocità di avanzamento. I parametri di controllo ottimizzati sono determinati con l’aiuto dell’intelligenza artificiale. Il software analizza un database più ampio e apprende in modo indipendente come il processo può essere migliorato in modo iterativo. L’ultima pietra miliare del progetto triennale è stata la messa in servizio della funzionalità software per la scansione dei componenti e per la pianificazione automatica del percorso presso il sistema ILT Fraunhofer.
Da parte tedesca, il Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT di Aquisgrana e lo sviluppatore di software BCT di Dortmund sono coinvolti in AI-SLAM. In Canada, il progetto è coordinato dal National Research Council NRC. Un team della McGill University (Montreal) è responsabile del lato ricerca e la società Braintoy (Calgary) è coinvolta nella programmazione di algoritmi di apprendimento automatico. Apollo Machine and Welding Ltd di Alberta partecipa al progetto come fornitore di servizi industriali per l’LMD.
I punti focali del progetto sono piuttosto complessi: Fondamentalmente, il maggior numero possibile di dati di processo deve essere registrato ed elaborato sistematicamente. Le routine complesse imparano quindi automaticamente da questi dati come è possibile ottimizzare il controllo del processo per produrre di più con meno sforzo.
Da parte canadese, la tecnologia LMD è stata ulteriormente sviluppata per utenti di riparazione come Apollo. Ogni anno in azienda vengono utilizzate diverse tonnellate di materiale per la riparazione di parti soggette a usura, come il dente del frantoio per pietre. Le aspettative di aumento dell’efficienza attraverso la gestione automatizzata dei processi sono di conseguenza elevate.
Il lavoro del progetto in entrambi i continenti funziona senza problemi grazie a videoriunioni regolari e documenti che sono stati sviluppati congiuntamente online. Sono già state effettuate visite di laboratorio virtuali per conoscere l’ambiente software e hardware dell’altra parte. Per scambiare dati di processo e implementare i modelli di machine learning, Braintoy ha attivato la sua piattaforma web interna denominata mlOS (Machine Learning Operating System) per tutti i partner del progetto.
Il progetto AI-SLAM durerà fino a marzo 2024 nell’ambito del programma di finanziamento 3+2 con il Canada. Il programma è finanziato da parte tedesca dal Ministero federale dell’istruzione e della ricerca e da parte canadese dal National Research Council of Canada NRC. Il focus è sull’uso dell’intelligenza artificiale per lo sviluppo di nuove tecnologie nella produzione industriale. I singoli progetti provengono da un’ampia varietà di settori. Le applicazioni spaziano dall’industria mineraria e dall’energia all’automotive e dalle telecomunicazioni all’edilizia e alla gestione delle infrastrutture.
(comunicato stampa del Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT)
