Caracol 为大型部件开发智能 3D 打印系统，在线监测和自动化系统大幅度提高生产力

大幅面增材制造（LFAM）现在代表着一个快速增长的利基市场，各个领域的需求不断增加，例如航空航天、海洋、建筑和设计。Caracol是首家也是最著名的大型复合颗粒增材制造系统技术供应商之一。

质量是增材制造技术面临的最大挑战之一——持续保证最终产品所需的功能性和高精度对于这些技术的应用至关重要，特别是对于先进和严格监管的应用。持续监控过程变量、机器状态和工作环境条件（例如温度和湿度）都有助于确保生产周期的稳定性、可重复性和效率。

Caracol 一直致力于将LFAM技术引入其 Heron AM 系统，为其流程提供最高程度的可靠性和可重复性。监控系统通常通过安装在机械上的各种传感器以全自动方式检测可能的威胁和意外行为、性能问题或不合规问题。通过使用算法和利用机器学习，通过实时、富有洞察力的可视化来提取、存储和显示数据。自动检测和信号发送功能为工艺参数的在线调整奠定了基础。自动修改发生在打印过程中，以减轻或纠正缺陷本身，从而防止产生任何生产浪费或不合格品。此外，集成到工业 3D 打印机中的监控系统的积极影响可显著优化流程中使用的资源。降低与“劣质品质”相关的成本会减少废料，同时减少了原材料使用量、所需的机器和工时以及检查和次品后处理所需的时间。

在这种情况下，Caracol 参与了RAMICOS——机器人大规模增材制造系统智能控制系统，该项目由意大利经济发展部资助。通过与 MADE 能力中心和米兰理工大学的合作，该公司旨在到 2023 年底实现多个目标，包括：

• 识别机器人 LFAM 系统打印过程中出现的常见问题，定义和表征影响材料挤出沉积的相关缺陷。
• 识别传感器的类型及其正确位置，从过程监测和控制中收集适当的数据；
• 进行测试和试验，以评估拟议传感器集成的有效性；
• 开展试用，以减轻与纤维增强聚合物和新材料材料质量问题相关的风险；
• 确定数据收集和分析系统，以检测和跟踪异常情况，同时提供见解以支持决策。
  

在项目执行阶段，Caracol的LFAM系统Heron AM配备了约10个传感器来跟踪不同的参数，包括系统及其组件的耗电量、工作环境的温度和湿度、挤出温度、挤出机可能受到的冲击和振动、挤出机螺杆电机消耗的能量等等。通过记录所有这些信号并收集数据，生成了打印组件的数字孪生，从而能够识别受材料沉积问题影响的区域。此外，Caracol 开发了用于自动缺陷识别和警报生成的机器学习算法。

使用此类工具可以在多个方面对生产流程和公司带来积极影响。首先，为操作人员的工作提供决策支持，帮助质量和维护部门快速识别问题的根本原因，帮助操作管理人员预测能源消耗等生产资源的使用情况。

该项目的完成为 Caracol 开启了进一步发展的阶段。Caracol希望实施这些智能 3D 打印解决方案，以确保客户能够及时收到发生的任何打印问题的通知，并采取自动纠正措施，从而受益。Caracol 的最终目标始终是确保打印组件的最佳质量，同时最大限度地降低成本并最大限度地提高流程效率。