Wie Sie die 3D Drucküberwachung zur Skalierung der Additiven Fertigung Nutzen Können

22 April 2021
additive manufacturing system monitoring through MES

Der Zugriff auf Echtzeitdaten von AM-Maschinen unterstützt die skalierbare und wiederholbare additive Fertigung.

Indem sie Einblicke in die Maschinenleistung in Echtzeit erhalten, können Unternehmen eine Reihe von Vorteilen erschließen, darunter eine optimierte Anlageneffizienz und Qualitätsverbesserungen. 

Dieser Artikel beleuchtet weitere Vorteile, aber auch Herausforderungen der 3D Drucküberwachung und untersucht die effektivsten Ansätze zur Erfassung von Maschinendaten, die heute verfügbar sind.

Warum braucht meine AM-Anlage eine Überwachung der Maschinen? 


Die Maschinenüberwachung ist eine wesentliche Voraussetzung für AM-Anlagen, die Produktionsdaten sammeln, strukturieren und Maßnahmen ergreifen wollen.

Die wichtigsten Ziele im AM-Betriebsmanagement sind die Steigerung von Durchsatz und Qualität bei gleichzeitiger Reduzierung von Ausschuss und Kosten. 

Das automatische Sammeln von Direktdaten Ihrer Maschinen und die Nutzung der Informationen in Echtzeit ist der wichtigste Weg für Unternehmen, diese Ziele zu erreichen.

Das Sammeln von Daten aus Ihrer AM-Anlage kann Ihnen dabei helfen, sich ein besseres Bild davon zu machen, wie die Dinge in Ihrer Werkstatt funktionieren, so dass Sie deren Betriebszeit erhöhen und die betriebliche Leistung verbessern können.

Lesen Sie hierzu weiter: 3 Wege, wie die Konnektivität Ihre additiven Fertigungsprozesse verbessert (EN)

Herausforderungen bei der Maschinenüberwachung in der additiven Fertigung 

Die Maschinenüberwachung in der additiven Fertigung zu ermöglichen, ist jedoch alles andere als eine einfache Aufgabe. 

Eine der größten Herausforderungen dabei ist, dass Unternehmen oft verschiedene Arten von AM-Maschinen betreiben, die in der Regel proprietäre Überwachungssoftware und Steuerungssysteme verwenden. 

Aus diesem Grund ist es nicht möglich, verschiedene Maschinen einfach an ein zentrales System anzuschließen. Dieser Mangel an Konnektivität führt zu siloartigen Datensätzen und der Unfähigkeit, alle Daten schnell für Analysen und Erkenntnisse zusammenzuführen. 

Die Hersteller von AM-Hardware ändern jedoch ihre Herangehensweise an die Konnektivität von Maschinen. Die Hardware-Unternehmen öffnen ihre Systeme für eine Zwei-Wege-Konnektivität zwischen 3D Druckern und Softwareanwendungen von Drittanbietern. 

Derzeit erfolgt die Kommunikation von AM-Maschinendaten meist über MTConnect und OPC-UA, Industriestandardprotokolle, die die schnelle Übertragung großer Datenmengen ermöglichen. 

Während MTConnect jedoch gut für die Erfassung von Ausführungsdaten geeignet ist, unterstützt dieser Standard keine zusätzlichen Funktionen zum Senden und Empfangen von Druckerbefehlen oder zur Fernüberwachung. 

Alternativ dazu arbeiten Hardware-Unternehmen zunehmend mit Software-Anbietern zusammen, um die Konnektivität von Maschinen über offene APIs zu ermöglichen. 

Es ist zwar schön zu sehen, dass die Industrie den Bedarf an Maschinenkonnektivität erkannt hat, aber die Frage, wie man diese Fähigkeit voll ausschöpfen kann, bleibt offen. 

Wie können Sie Maschinendaten für die additive Fertigung zentralisieren? 


Um von der Integration von AM-Maschinen zu profitieren, benötigen Unternehmen einen effektiven Ansatz zur Erfassung und Zentralisierung von Maschinendaten. Von dem Moment an, in dem die Maschine in Betrieb geht, sollten ihre Daten Teil eines zentralisierten Systems sein, das dabei hilft, ihre Leistung und ihren Status zu identifizieren. 

Diese Art von High-Level Transparenz kann Erkenntnisse darüber liefern, wie Sie Ihren AM-Betrieb verbessern können, aber nur, wenn die richtigen Werkzeuge und Prozesse vorhanden sind, um sicherzustellen, dass die Daten genau und automatisch erfasst werden.

Additive Manufacturing Execution System (MES) Software ist hier der Schlüssel. 

Selbst auf seiner grundlegendsten Ebene erfüllt MES eine Kernfunktion innerhalb von AM-Anlagen, indem es Maschinen, Projekte, Materialien und Menschen koordiniert, um Fertigungsvorgänge auszuführen.

Additive MES hilft bei der digitalen Erfassung, Bearbeitung und Weitergabe von Maschinendaten, um den richtigen Personen die richtigen Informationen zur richtigen Zeit zur Verfügung zu stellen und so die Berichterstattung zu vereinfachen und die Entscheidungsfindung zu verbessern. 

3 kritische Funktionen der 3D-Drucker und MES-Integration

AM System MES integration functions

Um das Beste aus der additiven Fertigung herauszuholen, möchten Sie, dass Ihre AM-Anlage sich davon wegbewegt, dass Menschen Informationen über Prozesse manuell eingeben müssen, und dass Maschinen die Möglichkeit haben, Daten automatisch an das MES zu melden.

Die Integration zwischen MES und Ihrer additiven Fertigungsanlage kann die folgenden Funktionen bieten: 

1. Den Status der Maschine verfolgen 

Die Verfolgung des Maschinenstatus durch das MES ist entscheidend für den effizienten Betrieb Ihrer AM-Anlage.  

Diese Methode ist genauer, als wenn die Bediener den Status manuell überprüfen. Die manuelle Statusverfolgung ist zeitaufwändig, fehleranfällig und abhängig vom Gedächtnis der Bediener.

In einer typischen Situation, wenn eine Maschine unerwartet offline geht, wäre die erste Reaktion Ihrer Mitarbeiter, sie wieder zum Laufen zu bringen. Erst nachdem jemand das Gerät repariert hat, geben sie normalerweise ein, wann und wie lange es ausgefallen ist. 

Die Maschinenzustandserkennung sammelt auch Daten darüber, wann Maschinen im Leerlauf sind, weil sie nicht in die aktuellen Prozesse eingebunden sind. Die kontinuierliche Berichterstattung über diese Daten hilft Ihnen, ein besseres Bild davon zu bekommen, wie Ihre AM-Anlage funktioniert und wo Sie Verbesserungen vornehmen können.  

2. Verarbeitungsparameter von Maschinen ziehen 

Mit der Maschinenintegration ist es auch möglich, harte Messwerte von Ihrer AM-Ausrüstung zu erfassen. Daten wie die Gesamtzahl der Teile, die aus einem 3D-Drucker kommen, können an das MES übermittelt werden und in Ihre OEE einfließen.

Die Verfolgung der Druckzeit ist ebenfalls eine wichtige Kennzahl, die Sie bei der Bewertung Ihrer Gesamtleistung berücksichtigen sollten. Eine Maschinenintegration, die parametrische Daten abruft, ermöglicht es Ihnen, einen Echtzeit-Überblick über die Qualität der von Ihnen produzierten Produkte und die Effizienz Ihrer Prozesse zu erhalten.

3. Bereitstellung und Protokollierung von Fehlerwarnungen, die während des Druckvorgangs auftreten 

Die MES-Plattform, die Daten von Ihren Maschinen sammelt, bietet Ihnen ein Dashboard, auf dem Sie nicht nur den Status der Maschinen, sondern auch alle, während des Drucks auftretenden Fehler verfolgen können. Diese Daten werden im System protokolliert, was bedeutet, dass Sie für weitere Analysen einfach darauf zugreifen können. 

Der Erhalt von Echtzeitwarnungen und die Verfolgung von Prozessanomalien können Ihnen helfen, das Problem schneller zu identifizieren und zu beheben, wodurch ungeplante Ausfallzeiten vermieden werden können. 

Die Vorteile der Anbindung und Überwachung Ihrer 3D-Drucker durch MES 

machine connectivity and integration in additive manufacturing
MES helps to streamline AM system monitoring by providing an easy-to-navigate dashboard [Image credit: AMFG]


Die Funktionen von MES/Maschinen-Integrationen haben eine Reihe von positiven Auswirkungen für Unternehmen, die additive Fertigung einsetzen. Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten.   

Einblick in die Maschinenleistung in Echtzeit  

Wenn Sie das MES den Status, die Betriebszeit und die Fehler der 3D-Drucker verfolgen lassen, erhalten Sie genaue Informationen, die bei der Berechnung der tatsächlichen Gesamtbetriebseffizienz Ihrer AM-Anlagen eine wichtige Rolle spielen.

Ohne Maschinenüberwachung tappen Maschinenbediener und Produktionsleiter weitgehend im Dunkeln, was die Maschinenleistung in Echtzeit angeht. Natürlich können sie den Drucker immer noch manuell überprüfen, aber das kann viel Zeit in Anspruch nehmen und die Produktivität einschränken, vor allem, wenn Sie mehrere Maschinen gleichzeitig laufen haben. 

Lesen Sie hierzu weiter:  AMFG kollaboriert mit HP, um die Systemkonnektivität für die additive Fertigung voranzutreiben


Erhöhte Produktivität

Durch den einfachen Zugriff auf Echtzeitdaten über MES können Produktionsleiter die Planung von AM-Produktionsaufträgen verbessern. 

Die Kenntnis des Maschinenstatus, der Druckzeit und des Durchsatzes hilft Ihnen, die Kapazität der AM-Maschinen genauer vorherzusagen und zu planen. Mit diesem Wissen können Sie die Produktivität Ihrer AM-Anlage maximieren und letztlich einen höheren ROI für die AM-Investition erzielen. 

Lesen Sie hierzu weiter: Etablierung eines Business Case für Manufacturing Execution System (MES) in der additive Fertigung 


Effiziente Maschinenwartung 

Mit Warnungen in Echtzeit, die durch die Überwachung ermöglicht werden, kann Ihr Wartungsteam einfach Benachrichtigungen erstellen, um die AM-Werkstatt proaktiv zu überwachen. 

Die proaktive Überwachung kann Ihnen helfen, den Wartungsbedarf auf der Grundlage von Leistungsdaten in Echtzeit vorherzusagen – anstatt sich auf das Hin und Her von vorgegebenen Wartungsplänen zu verlassen, oft nachdem die Leistung der Maschine nachgelassen hat.

Diese unmittelbare Kenntnis von Maschinenproblemen, Datenkonnektivität und Anlagenzustand verhindert störende Ausfälle. Anstatt darauf zu warten, dass eine Maschine ausfällt und ein defektes Teil produziert, kann die Instandhaltung schnell auf ihre Echtzeitwarnungen zugreifen und diese analysieren, um potenzielle Ursachen zu identifizieren, Fehler zu beheben und das Problem zu beheben, bevor es zu Ausfallzeiten führt.

Rückverfolgbarkeit der relevanten Qualitätsdaten 

Durch die Unterstützung bei der Identifizierung von Problemen und Ineffizienzen steigert die Maschinenüberwachung die Produktqualität und Prozessinnovation. 

Die Fähigkeit, relevante Produktionsparameter, wie z. B. die Druckzeit eines Auftrags, sowie die Druckergebnisse zu speichern, gibt dem Produktionsteam einen klaren Überblick darüber, welche Parameter zu den hochwertigsten Druckaufträgen führten.

Durch die Analyse der gesammelten Daten kann das Team bewährte Produktionsstrategien entwickeln, die jedes Mal für gleichbleibend hochwertige Teile sorgen.

Lesen Sie hierzu weiter:  EOS und AMFG verkünden Partnerschaft zur Ermöglichung von Maschinenkonnektivität für die additive Fertigung

3D-Drucker-Konnektivität und MES: schnelle Erfolge und langfristige Ergebnisse 


Wie wir gesehen haben, können die Vorteile der Integration von Maschinenüberwachung mit additivem MES über die Steigerung der Anlageneffizienz hinausgehen. 

Maschinenkonnektivität und Transparenz befähigen Maschinenbediener und Produktionsleiter, die Produktions- und Wartungsprozesse zu erneuern. 

Und da alle Menschen, Systeme und Anlagen effizienter, vernetzter und informierter werden, sind sie besser positioniert, um das Wachstum der additiven Fertigung voranzutreiben und Ihre Investition in die Technologie zu maximieren. 

Erhalten Sie mehr Einblick in die Daten Ihres AM-Systems mit dem MES von AMFG

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