VALID3D | Valid generative design for 3D printing

Regio:

Vlaanderen

Gefinancierd door

Naar geautomatiseerde kwaliteitscontrole in metaal-additive manufacturing

Metaal-additive manufacturing (AM), en in het bijzonder laser powder bed fusion (LPBF), biedt vele voordelen zoals flexibiliteit, gewichtsreductie en kostenbesparing. Toch blijft de adoptie in veeleisende sectoren zoals luchtvaart en medisch beperkt. De reden hiervoor is het gebrek aan betrouwbare en toegankelijke tools om de kwaliteit van kritische onderdelen te garanderen. Vandaag kan kwaliteitscontrole tot 50% van de productiekosten vertegenwoordigen. VALID3D speelt in op deze uitdaging door een geautomatiseerde, datagedreven aanpak te ontwikkelen die de volledige productieketen omvat.

Doelgroep

Het project richt zich voornamelijk op:

Luchtvaartbedrijven die kritische onderdelen produceren
Fabrikanten van medische hulpmiddelen die gecertificeerde onderdelen vereisen
Additive manufacturing dienstverleners die de traceerbaarheid willen verbeteren
Leveranciers van AM-software en -apparatuur

Context

De wereldwijde markt voor metaal-additive manufacturing groeit sterk, met meer dan 21.000 geïnstalleerde machines en meer dan 230 bedrijven actief in apparatuur, software, materialen en diensten. Deze groei gaat gepaard met een diversificatie van spelers en strengere eisen op vlak van kwaliteit en traceerbaarheid, vooral in sectoren met hoge toegevoegde waarde zoals luchtvaart en medisch.

Er blijven echter uitdagingen bestaan. De kosten voor kwaliteitscontrole blijven hoog. Databeheer is complex door de grote hoeveelheid en heterogeniteit van gegevens. Daarnaast beperkt het gebrek aan geavanceerde tools en geschikte softwareoplossingen het vermogen om betrouwbare en conforme onderdelen te garanderen, vooral voor kritische toepassingen of gepersonaliseerde medische hulpmiddelen.

Doelstelling & resultaten

VALID3D heeft als doel de kwaliteitscontrole en het procesinzicht in metaal-additive manufacturing te verbeteren via automatisering en artificiële intelligentie.

Doelstellingen

Automatiseren van de ingestie en integratie van data uit verschillende AM-bronnen
Het manuele werk voor kwaliteitsopvolging met meer dan 90% verminderen
Root cause analysis (RCA) versnellen via AI, van meerdere weken naar enkele minuten
Tot 70% van NDT- en DT-controles vervangen door digitale analyses, met een kostenreductie tot 50%

Verwachte resultaten

Geautomatiseerde tools voor data-ingestie en -verwerking
AI-modules voor kwaliteitsmonitoring en foutanalyse
Digitale methodes om DT- en NDT-controles te verminderen
Rapporten en richtlijnen over efficiëntiewinsten en industriële impact

Voor een gemiddelde AM-eenheid in de luchtvaartsector (10 machines, 2 producties per week per machine) leidt dit tot een efficiëntiewinst van meer dan 90% (ongeveer €160k/jaar) en een kostenreductie van meer dan €1,1M/jaar voor NDT en DT. Ze stellen ingenieurs bovendien in staat zich te richten op taken met een hogere toegevoegde waarde en ondersteunen de overgang naar een meer digitale en slimme industrie.

VALID3D 2 pictures — Afbeelding 1: LPBF-machine in werking bij Sirris / Afbeelding 2: AMIQUAM-wervelstroomsysteem geïntegreerd in de LPBF-machine van Sirris

Aanpak

Het project is opgebouwd uit vijf work packages:

WP1: Beheer en verspreiding
Projectcoördinatie, externe communicatie, kennisoverdracht, valorisatie van resultaten en het definiëren van best practices voor data-uitwisseling en datakwaliteit
WP2: Procesintegratie
Harmonisatie van dataformaten, mapping van processtappen en koppeling van systemen over de volledige additive manufacturing-keten, verzameling en structurering van data voor verdere exploitatie
WP3: Technische en systeemontwikkelingen
Ontwikkeling van geautomatiseerde evaluatie van procesdata, integratie van nieuwe sensoren, interlaagcontrole en open monitoringtools
WP4: Kwaliteit en artificiële intelligentie
Gebruik van verzamelde data om productkwaliteit te modelleren via AI, training van voorspellende modellen en benutting van data uit verschillende toepassingen
WP5: Use cases
Specificatie, implementatie en validatie van toepassingscases om de globale effectiviteit van het project aan te tonen