Kontynuując dyskusję na temat oprogramowania w druku addytywnym, dziś skupimy się na trendach kształtujących jego rozwój. Jak wspomniałem wczoraj, oprogramowanie AM to znacznie więcej niż tylko projektowanie 3D (CAD) i przygotowanie modeli do druku (slicing).
Aby technologia osiągnęła wyższy poziom wdrożenia w produkcji przemysłowej, każdy jej element musi być wsparty nowoczesnym oprogramowaniem, które zwiększy powtarzalność, zredukuje błędy i nieudane wydruki oraz zautomatyzuje procesy.
Poniżej przedstawiam pięć obszarów, w których nowoczesne narzędzia programistyczne zdecydują o sukcesie AM w produkcji przemysłowej.
1. Optymalizacja procesów oparta na AI
Od samego początku istnienia, sukces wydruku 3D zależał w równym stopniu od jakości drukarki 3D, jak i umiejętności jej operatora. Niezależnie od tego, czy była to maszyna za setki tysięcy dolarów, czy amatorski RepRap za 200 dolarów, to czynnik ludzki odgrywał kluczową rolę.
Minęły lata, a w niektórych technologiach—np. w druku 3D z metalu—nic się pod tym względem nie zmieniło. Wskaźnik niepowodzeń waha się od kilku do kilkudziesięciu procent. Wydruki mogą się nie udać już na etapie samego procesu drukowania lub okazać się wadliwe dopiero po post-processingu.
Być może coś należało zaprojektować inaczej, inaczej ustawić na platformie roboczej albo zastosować inne podpory.
Tutaj przełomową rolę odgrywa uczenie maszynowe. Dzięki symulacjom procesu druku AI przewiduje potencjalne problemy i automatycznie dostosowuje parametry druku, a nawet sugeruje modyfikacje projektu. W ten sposób błędy są wychwytywane na ekranie komputera, a nie dopiero po otwarciu komory drukarki po czterech dniach pracy.
2. Automatyczne zarządzanie całym procesem produkcyjnym
Jak wspomniałem wczoraj, zdecydowana większość programów koncentruje się głównie na zarządzaniu drukarkami 3D. Oczywiście jest to bardzo ważne—optymalizacja ułożenia części na platformie (nesting), awaryjne przenoszenie zadań na dostępne drukarki, wykorzystanie przestrzeni roboczej czy szczegółowa analiza raportów.
AI odgrywa tutaj istotną rolę.
Ale to wciąż za mało. Proces produkcji części to nie tylko drukowanie 3D—obejmuje on także wiele innych etapów obróbki. Do tego również potrzebne są dedykowane narzędzia. nPower Scheduler pozwala na zarządzanie wszystkimi procesami przed i po druku. Podobną funkcjonalność ma oferować Oqton MOS (jeszcze tego nie sprawdziłem—opieram się na komentarzu pod moim poprzednim postem).
3. Chmurowe i zdecentralizowane platformy produkcyjne
Zamiast wysyłać dziesiątki zapytań do wielu podwykonawców (których najpierw trzeba zidentyfikować), wszystko można załatwić za pośrednictwem jednej platformy, takiej jak Xometry czy Replique. Takie rozwiązanie umożliwia rozproszoną produkcję w wielu lokalnych zakładach zamiast centralizowania jej w jednym miejscu. Prowadzi to do szybszej dostawy produktów, niższych kosztów transportu i większej elastyczności.
Produkcja odbywa się bliżej klienta, co skraca łańcuch dostaw i zmniejsza zależność od dużych fabryk, zastępując scentralizowane zakłady siecią mniejszych, wyspecjalizowanych centrów produkcyjnych.
4. Zaawansowane symulacje i integracja technologii cyfrowych bliźniaków
Zaawansowane symulacje i technologia cyfrowych bliźniaków odgrywają kluczową rolę w nowoczesnym druku addytywnym, znacząco usprawniając projektowanie, produkcję i kontrolę jakości. Ich integracja umożliwia wirtualne testowanie i optymalizację procesów jeszcze przed ich fizycznym wykonaniem, co przekłada się na oszczędność czasu, materiałów i kosztów.
Zaawansowane symulacje w druku addytywnym obejmują modelowanie zachowania materiału podczas druku 3D, analizę naprężeń cieplnych oraz przewidywanie potencjalnych wad strukturalnych.
Cyfrowy bliźniak to wirtualna replika fizycznego obiektu lub procesu, aktualizowana w czasie rzeczywistym na podstawie danych z czujników i systemów monitorujących. W druku addytywnym cyfrowy bliźniak może symulować nie tylko sam proces drukowania, ale także cały cykl życia produktu – od projektu, przez produkcję, aż po użytkowanie. Zintegrowany z systemami IoT (Internet of Things), pozwala na bieżące śledzenie wydajności maszyn, zużycia materiałów i jakości wytwarzanych części. Umożliwia to szybkie wykrywanie anomalii i dostosowywanie procesów.
5. Cyberbezpieczeństwo i blockchain w ochronie własności intelektualnej
Druk 3D, opierający się na cyfrowych plikach projektowych i rozproszonych sieciach produkcyjnych, jest szczególnie narażony na zagrożenia, takie jak kradzież danych, nieautoryzowane kopiowanie projektów czy sabotaż produkcji. W tym kontekście kluczową rolę odgrywa technologia blockchain oraz zaawansowane rozwiązania cyberbezpieczeństwa, które zabezpieczają wrażliwe dane i procesy.
Blockchain, znany głównie z zastosowań w kryptowalutach, coraz częściej wykorzystywany jest w AM do ochrony własności intelektualnej. Technologia ta opiera się na zdecentralizowanej i niezmienialnej księdze rozproszonej (DLT), która zapisuje wszystkie transakcje i modyfikacje w sposób przejrzysty i nieodwracalny. W druku 3D blockchain może śledzić cały cykl życia projektu – od jego powstania, przez modyfikacje, aż po finalną produkcję. Każda zmiana w pliku jest zapisywana jako blok danych, co zapewnia pełną audytowalność i uniemożliwia nieautoryzowane modyfikacje. Dzięki temu firmy mogą udowodnić autorstwo projektu, chronić patenty i kontrolować, kto ma dostęp do ich własności intelektualnej.
Cyberbezpieczeństwo obejmuje natomiast szeroki zakres działań mających na celu ochronę systemów, sieci i danych przed cyberatakami. Ponieważ procesy AM często opierają się na chmurze i zdalnym przesyłaniu plików, są podatne na próby hakerskie, takie jak kradzież projektów, sabotaż parametrów druku czy infekcje złośliwym oprogramowaniem. Aby przeciwdziałać tym zagrożeniom, stosuje się zaawansowane metody szyfrowania, wielopoziomową autoryzację oraz systemy wykrywania anomalii w czasie rzeczywistym. W zdecentralizowanej produkcji, gdzie wiele podmiotów ma dostęp do tych samych zasobów, kluczowe jest także zarządzanie uprawnieniami i kontrola nad możliwością modyfikacji projektów.
Co się wydarzyło tego dnia w historii branży druku 3D?
Newsy & Plotki:
- UltiMaker wypuścił nową wersjęoprogramowania Cura 5.10.0, oferującą ulepszone cięcie modeli, wsparcie dla nowej drukarki S8 oraz poprawiony interfejs użytkownika. Aktualizacja wprowadza Cheetah Motion Planner, szybszy G-code i natywną integrację z urządzeniami 3Dconnexion. Dodano także zoptymalizowany podgląd warstw, postprocessing G-code i poprawki błędów. Obsługiwane jest teraz macOS 12+
- Na Reddicie pewien użytkownik podzielił się dramatyczną historią pożaru, w którym rzekomo stracił rodzinny majątek w wyniku awarii drukarki 3D Qidi Plus4. UWAGA! To tylko wpis na Reddicie opublikowany przez anonimowego użytkownika, więc należy podchodzić do niego z rezerwą. Dodatkowo, użytkownik został permanentnie zbanowany na r/QidiTech3d po zgłoszeniu swojej historii. Okazuje się też, że inni użytkownicy zgłaszali podobne problemy z drukarką 3D. Autor wpisu krytykuje Qidi za słabe środki bezpieczeństwa i banowanie użytkowników zamiast rozwiązywania problemów.
- Bondtech zaprezentował INDX, bezprzewodowy system zmiany narzędzi, którego premiera odbędzie się na Formnext 2025. Inteligentna głowica narzędziowa przełącza się między pasywnymi narzędziami w 12 sekund i nagrzewa je w cztery. Narzędzia mają kosztować około 35 USD, a głowica ~250 USD, co ma zapewnić wydajność w druku wielomateriałowym. Wcześni testerzy mogą zapisywać się na stronie Bondtech.
Artykuł został oryginalnie opublikowany na The 3D Printing Journal: The Atomic Layers: S8E31 (00237)
