Lockheed Martin & US Navy erforschen AM-Maschinen lernen für Druckrobotersysteme
Der Forschungsauftrag der US Navy könnte die Herstellung komplexer Metalladditive sowohl in Produktionszentren als auch tief im Feld ermöglichen. Heute erzeugt der 3-D-Druck Teile, die in Schiffen, Flugzeugen, Fahrzeugen und Raumfahrzeugen verwendet werden, erfordert aber auch viel Aufmerksamkeit. Hochwertige und komplizierte Teile erfordern manchmal eine ständige Überwachung durch Experten, damit alles richtig funktioniert. Wenn ein Abschnitt eines Teils unterschritten ist, kann das gesamte Teil unbrauchbar werden. Aus diesem Grund untersuchen Lockheed Martin (NYSE: LMT) und das Office of Naval Research, wie man künstliche Intelligenz auf Roboter anwenden kann, um 3D-Druck komplexer Teile unabhängig zu überwachen und zu optimieren.
Der zweijährige Vertrag über 5,8 Millionen US-Dollar wird im Einzelnen untersuchen und mehrachsige Roboter anpassen, die Laserstrahlen verwenden, um Material abzuscheiden. Das von Lockheed Martins Advanced Technology Center geleitete Team wird Software-Modelle und Sensor-Modifikationen für die Roboter entwickeln, um bessere Komponenten zu bauen.
Lockheed Martin Metall 3D-Drucker
“Wir werden erforschen, wie Maschinen selbst beobachten, lernen und Entscheidungen treffen können, um bessere Teile zu erzeugen, die konsistenter sind. Dies ist entscheidend, da 3D gedruckte Teile immer häufiger werden”, sagte Brian Griffith, Projektleiter bei Lockheed Martin. “Maschinen sollten während des Druckens selbständig überwachen und Anpassungen vornehmen, um sicherzustellen, dass sie während der Produktion die richtigen Materialeigenschaften erzeugen.”
Die Forscher wenden maschinelle Lerntechniken auf die additive Fertigung an, so dass Variablen während der Fertigung vom Roboter überwacht und gesteuert werden können.
“Wenn man darauf vertrauen kann, dass ein Robotersystem ein Qualitätsteil herstellt, dann öffnet sich die Tür, wer brauchbare Teile bauen kann und wo man sie baut”, sagt Zach Loftus, Lockheed Martin Fellow für additive Fertigung. “Denken Sie über Nachhaltigkeit nach und wie ein Servicetechniker ein Ersatzteil auf See drucken kann oder ein Mechaniker ein Ersatzteil für einen Lastwagen tief in der Wüste druckt. Dies bringt den 3-D-Druck zum nächsten, großen Einsatzschritt.”
Momentan verbringen die Techniker nach der Fertigung viele Stunden mit Testen, aber das ist nicht die einzige Verschwendung bei der Entwicklung eines komplexen Teils. Es ist üblich, jeden Teil so zu konstruieren, dass der schwächste Teil eines Teils kompensiert wird und mehr Spielraum und Masse im Rest der Struktur bleibt. Die Forschung von Lockheed Martin wird Maschinen helfen, Entscheidungen zu treffen, wie Strukturen basierend auf zuvor verifizierten Analysen optimiert werden können.
Diese verifizierte Analyse und Integration in ein 3D-Druckrobotersystem ist der Kern dieses neuen Vertrags. Lockheed Martin wird zusammen mit seinem starken Team gängige Arten von Mikrostrukturen untersuchen, die in einem additiven Build verwendet werden. Obwohl von außen unsichtbar, könnte ein Teil auf der Innenseite leicht unterschiedliche Mikrostrukturen aufweisen. Das Team wird die Leistungsmerkmale der Maschinenparameter, diese Mikrostrukturen messen und auf Materialeigenschaften ausrichten, bevor dieses Wissen in ein funktionierendes System integriert wird. Mit diesem vollständigen Satz an Informationen können Maschinen Entscheidungen darüber treffen, wie ein Teil gedruckt wird, das eine gute Leistung gewährleistet.
Das Team beginnt mit der gebräuchlichsten Titanlegierung, Ti-6AI-4V, und integriert die entsprechende Forschung mit sieben Partnern aus Industrie, nationalen Labors und Universitäten.