Adaptivní vícesměrová aditivní výroba založená na umělé inteligenci

Tento projekt je zaměřen na zlepšení spolehlivosti velkoformátového vícesměrového 3D tisku. Velkým problémem u této technologie je totiž kontinuální kontrola procesu při velmi dlouhých časech 3D tisku u velkých modelů. Kontrola tisku operátorem není dokonalá (její efektivita bude značně záviset na zkušenostech konkrétního operátora) a značně zvyšuje náklady. Stejně tak ale ekonomiku provozu takového stroje může ohrozit i jakákoli vada, která vznikne během tisku a která není včas detekována. Pokud bude stroj schopen spolehlivě a rychle zjistit (nebo dokonce předvídat) možné problémy, může na ně adekvátně reagovat již v průběhu tisku. Případně může včas přerušit výrobu a upozornit obsluhu tak, aby nebyla ohrožena kvalita tisku a aby bylo možné po odstranění problému pokračovat bez ztráty kvality, času stroje a bez zbytečných ztrát na materiálu (který je často velmi drahý, zejména pokud se jedná o fuknční materiály). Aby bylo možné popsaného cíle dosáhnout, využije projekt pro detekci vad metod strojového učení a umělé inteligence. Díky tomu by měl být řídicí systém stroje schopen rozpoznávat různé druhy vad a adekvátně na ně reagovat. Pro potřeby trénování modelu je ale nutné získat dostatečné množství relevantních vstupních dat. Proto na začátku projektu budeme definovat typické vady a problémy při velkoformátovém 3D tisku, budeme zkoumat vliv různých parametrů na kvalitu tisku (například teplota povrchu, teplota extrudéru, rychlost tisku, výška vrstvy a podobně) a budeme hledat korelaci mezi parametry procesu a kvalitou výrobku. Na tuto analýzu budou navázány další aktivity, jako je výběr a integrace vhodných senzorů (např. termokamera, Lidar), návrh a implementace systému pro ukládání a zpracování těchto dat a v neposlední řadě trénování a testování ML/AI modelu. Pro sběr dat a testování adaptivního řízení bude sloužit na německé straně robotické pracoviště s angulárním robotem, které vlastní institut Fraunhofer IWU Zittau a kartézský systém s extrudérem ve firmě Lakowa. Institut Fraunhofer IWU disponuje mimo robotického pracoviště i dlouholetým know-how v oblasti velkoformátového 3D tisku, používaných materiálech i možných aplikací. Na české straně bude technologie (včetně senzorů a adaptivního systému řízení) testována na nově vznikajícím pracovišti s angulárním robotem a extrudérem od firmy CEAD, které chce firma Entry Engineering v blízké budoucnosti využívat pro efektivní výrobu forem na kompozitní díly pro automobilový a vesmírný průmysl. Integrace senzorů a sběr dat bude probíhat zejména ve spolupráci mezi TUL na české straně a firmou RTT na německé straně. Ukládání dat, jejich zpracování a následné využití pro tréning AI modelů (jejichž výstupem bude zejména detekce problémů a návrhy zásahů do procesu 3D tisku) bude zajišťovat TUL. Na testování systému adaptivního řízení se budou podílet všechny zapojené firmy.

Tento projekt je financován se státní podporou Technologické agentury ČR.