Opschalen AM vraagt om platformen

Hét woord dat je tegenwoordig telkens weer hoort in de AM-industrie, is platform. Additive manufacturing kan daarmee de belofte van Industrie 4.0 inlossen.

Enkele jaren lang waren end-to-end platformen voor het stroomlijnen van de AM-productie het domein van een handvol spelers. Materialise, 3YourMind en Link3D waren in de AMsector de bekendste, naast Siemens dat additive manufacturing integreert in de bredere oplossingen voor de maakindustrie. Dit jaar is er plots een heleboel beweging gekomen in deze markt.

Platformen maken echte datagestuurde productie mogelijk

Stratasys kondigde onlangs een eigen platform aan op basis van GrabCAD. 3D Systems heeft Oqton overgenomen en Materialise rondt eind dit jaar de acquisitie van Link3D af. En dan is er nog een groot aantal kleinere spelers, vaak fabrikanten van 3D printers, die hun eigen end-to-end platform ontwikkelen.

Te lang op een eiland

“De wereld van 3D printen heeft lange tijd op een eiland geleefd. Vergeleken met andere slimme machines, lopen we achter. Dat kan niet langer als we onderdeel worden van een groter geheel, wat manufacturing is. Data is de ‘enabling’ component”, zegt Stefaan Motte, Vice President en algemeen directeur Software bij Materialise. Voor hem is de belangstelling voor end-toend platformen geen verrassing. Hij zei enkele jaren geleden al dat het speelkwartier in de AM-industrie voorbij is. De technologie wordt steeds meer gebruikt voor volumeproductie. “Covid-19 heeft de acceptatie van additive manufacturing door de supply chain versneld.” Daarmee ontstaan dus ook andere behoeften. Productiemanagers willen andere data dan de fabrikanten van AM-systemen of de ontwikkelaars van MES-software tot nog toe leveren. De bestaande oplossingen missen nét het cruciale deel van smart manufacturing, namelijk closed loops om het proces iedere keer te verbeteren.

Eenzelfde geluid klinkt bij Stratasys. “De bestaande oplossingen passen niet in deze transformatie. Industrie 4.0 is tot nog toe niet volledig gerealiseerd omdat de meeste equipment niet

De achilleshiel is de openheid van machines. Open interfaces zijn belangrijk. De grootste uitdaging ligt bij de installed base

De niet-digitale machines missen het intrinsiek digitale karakter van AM”, zegt Nadav Goshen, VP Software bij Stratasys. De 3D printerfabrikant heeft vlak voor Formnext het eigen GrabCAD AM platform aangekondigd. Dit moet de verschillende spelers in het hele AMproces de tools geven om data driven manufacturing naar een hoger niveau te tillen. “Met ons platform kunnen we kwaliteitsborging naar een hoger niveau tillen.”

Oqton CEO Ben Schrauwen: door taken te automatiseren komt tijd vrij om te focussen op zaken die echt waarde toevoegen. gedigitaliseerd is.

Nodig om op te schalen

De Belgisch-Amerikaanse start-up Oqton is begin 2021 naar buiten gekomen met het platform waar al enkele jaren aan ontwikkeld wordt. De software combineert de mogelijkheden van CAD, PLM, CAM, IoT, MES en QMS. Zo genereert Oqton zowel voor AM als CNC technologie de optimale gereedschapsbanen, doet de nesting¸ berekent de optimale oriëntatie en support maar realiseert ook de meest optimale planning en bewaakt het proces voortdurend, inclusief de post-processing stappen. Het Oqton platform leunt zwaar op Kunstmatige Intelligentie. “Elke manuele taak die een productieengineer uitvoert, zal en kan geautomatiseerd worden. Hiermee verhogen we de efficiency en productiviteit, waarmee we tijd vrij maken om te focussen op zaken die echt waarde toevoegen”, zegt Ben Schrauwen, CEO bij Oqton. De toenemende productieaantallen die met AM worden geproduceerd, vragen om het automatiseren van repeterende taken. “Anders wordt het een uitdaging om op te schalen en toch nog economisch haalbaar te produceren.” Dat geldt zeer zeker voor sectoren waarin gepersonaliseerde producen worden gemaakt, typisch voor AM. Maar evenzeer geldt het voor de kleinere printservice bureaus die hun productie moeten optimaliseren. De end-to-end automatisering van de workflow verschuift de focus van hardware naar software. Oqton heeft de aandacht getrokken in de markt: 3D Systems heeft de start-up van de zomer gekocht. Daarbij gaf CEO Jeffrey Graves nadrukkelijk aan dat hij het platform agnostisch wil houden, open voor andere fabrikanten en ontwikkelaars. Dan kan het namelijk de bredere groei van additive manufacturing aanjagen.

Elke buildjob verbeteren

De productiviteitsverbetering komt niet alleen uit het automatiseren van repeterende werkzaamheden. “Een echt smart platform is in staat elke volgende build te verbeteren. Een smart platform stelt de productie in staat om processen te optimaliseren en telkens te verbeteren”, zo typeert Stefaan Motte wat Materialise onder een smart platform verstaat. Immers dan pas wordt Industrie 4.0 realiteit en ontstaat er een daadwerkelijk data gestuurd productiesysteem. Hierin spelen Kunstmatige Intelligentie en algoritmen een wezenlijke rol. Materialise heeft de voorbije jaren de eigen ervaring in de AM-productie ingebracht in algoritmen. Dit is wat Stefaan Motte bedoelt als hij zegt dat Materialise sterk heeft ingezet op process tuning. “AM-productie start en stopt niet bij de machine. Het is cruciaal te kijken naar het bredere proces.” Daarmee versnellen maakbedrijven hun productieprocessen, vult Ben Schrauwen van Oqton aan. Een van de tools in het Oqton platform is dat de kennis bij de klanten gekoppeld wordt aan de AI algoritmen, waardoor er templates ontstaan voor buildjob voorbereiding. Daarmee versnelt men het AM-proces en verhoogt de reproduceerbaarheid. Daarmee hebben ze dus invloed op de productiviteit en de kwaliteit.

De achilleshiel: open machines

De platformen hebben de potentie om additive manufacturing daadwerkelijk naar een hoger niveau te brengen. Productiedata zijn daarvoor de brandstof die de algoritmen nodig hebben. Hier zit de achilleshiel: de beschikbaarheid van data. “Toegegeven, gegevensvoorbereiding, bouw- en procesgegevens zijn notoir moeilijk te extraheren, te analyseren, te visualiseren en te delen. Elke machinefabrikant heeft zijn normen en protocollen”, schetst Ben Schrauwen het dilemma waar de softwareontwikkelaars voor staan. Oqton gelooft in een echt agnostische aanpak. Open interfaces op de machines zijn belangrijk. De grootste uitdaging is het vervangen van bestaande systemen in een productieomgeving. Hiervoor kiest men bij voorkeur voor een gefaseerde aanpak. “Op deze manier versnellen we het proces en verlagen we de kosten, terwijl menselijke fouten aanzienlijk worden verminderd en de reproduceerbaarheid wordt verbeterd. Voor onze klanten is dit van onschatbare waarde”, legt Ben Schrauwen uit.

Openen van machines is noodzakelijk

Stefaan Motte van Materialise stelt het nog scherper. Het is ondenkbaar dat machinebouwers hun systemen niet openen als ze willen overleven. “Open up your machines or be gone.” Eigen platformen van 3D printerfabrikanten noemt hij niet levensvatbaar, omdat als je de hele fabriek wilt sturen, je data vanuit alle machines en systemen moet capteren. De Materialise VP Software merkt dat de printerfabrikanten dit beginnen te beseffen. Met open communicatiestandaarden kun je data delen die tot meerwaarde leiden. Druk vanuit de maakindustrie richting machinebouwers blijft nodig. Het is weerbarstige materie. De grootste horde zijn de machines die al in het veld staan. “Het bewustzijn dat machines open moeten zijn, neemt toe. De nieuwe machines zijn dikwijls direct al open. Maar voor de installed base is tijd nodig.”

Angst voor de cloud

Materialise haalt met de overname van Link3D een partij in huis die sterk is in het bouwen van de architectuur voor zo’n platform. Het cloudplatform van de Amerikaanse club sluit zo naadloos aan op dat van Materialise. Stefaan Motte: “Wij hebben ingezet op procestuning. Link3D heeft fel ingezet op de omgeving om zo’n platform in de cloud te draaien. Deze twee passen precies in elkaar.” Het Materialise platform gaat dan ook in de cloud draaien, ofschoon er ook een versie voor on site beschikbaar blijft. De cloud is echter cruciaal: distributed manufacturing vereist de cloud waarin het platform draait. Stefaan Motte merkt dat de acceptatie van de cloud duidelijk is toegenomen. “Men accepteert de cloud als een soms veiliger alternatief voor de eigen servers. En we kunnen de cloud net zo goed beschermen.” Iets heel anders is de discussie over wie de eigenaar van de data is. Materialise is daar heel stellig in. “Wij kunnen wel met Machine Learning datasets voor klanten optimaliseren, maar de data die je echt als cruciaal beschouwt, kun je heel goed afschermen. De process magic waarmee een fabriek zich onderscheidt, blijft absoluut bij de fabriek.”

Stefaan Motte, VP Software bij Materialise: printerfabrikanten beginnen te beseffen dat ze hun machines moeten openen voor derden om data uit te lezen.

Oqton heeft een platform gebouwd dat het hele proces van ontwerp tot en met certificering beslaat, niet alleen voor additive manufacturing maar ook voor andere technieken.

.