AURORA termina los demostradores de las empresas para validar la IA que “ve” errores de dimensión en las piezas de fabricación aditiva
· La iniciativa AURORA, que desarrolla AIDIMME junto con las empresas Clam, Clínica Gironés, GH Electrotermia, y Valver, aplica técnicas de inteligencia artificial para minimizar los errores dimensionales de las piezas de fabricación aditiva de lecho de polvo polimérico.
La finalidad del proyecto AURORA es conocer, mediante la aplicación de técnicas de inteligencia artificial (redes neuronales, o algoritmos de aprendizaje supervisado SVM, entre otros recursos de IA), las causas de las posibles desviaciones geométricas de las piezas, y de este modo ser capaces de prever o reducir esas desviaciones en futuras fabricaciones.
Las tecnologías de fabricación aditiva (FA) se están utilizando actualmente para la producción de un número masivo de piezas finales para múltiples usos, y la inspección de piezas de FA es difícil por la geometría compleja de las piezas, y en el proceso de fabricación es necesario identificarlas individualmente.
Esta realidad productiva es un motivo que da pleno sentido a la investigación “Inteligencia artificial aplicada a la mejora dimensional de las piezas de fabricación aditiva mediante inspección automatizada”, denominada AURORA, y que está subvencionada por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación, Ivace+i, a través del Fondo FEDER de la UE.
Fusión aditiva controlada
Los procesos de Fabricacion Aditiva (FA) basados en lecho de polvo (PBF-IRL/P o PBF-LB/P) emplean una fuente de energía que fusiona el material polimérico capa a capa. Este proceso térmico afecta en ocasiones a las piezas, dando lugar a deformaciones o distorsiones de la geometría.
Las posibles desviaciones geométricas de las piezas poliméricas fabricadas con tecnologías de lecho de polvo dependen de numerosos factores, como puede ser la propia geometría de la pieza, su localización en el volumen de fabricación, la orientación de la misma en dicha localización, las piezas que la rodean y el lote de fabricación, entre otros.
Avance de resultados
Desde el inicio de su periodo de ejecución en junio de 2023 hasta junio del 2024 la iniciativa AURORA, proyecto coordinado por AIDIMME, ha alcanzado los siguientes resultados:
Se ha diseñado una pieza sencilla para el análisis dimensional. El sistema de inspección y verificación ha necesitado inicialmente de datos sencillos para su programación.
Estas piezas, perfectamente codificadas, han sido fabricadas en diferentes localizaciones y orientaciones dentro del volumen de la cámara de la máquina de fabricación aditiva.
Progresivamente, se han fabricado varios lotes de cada una de las piezas, ya que de cuantos más datos se dispongan para el proceso de aprendizaje de las herramientas de IA, mejor será la predicción sobre las posibles desviaciones dimensionales de las piezas.
A la dcha., las piezas dispuestas en la bandeja, y una vez fabricado el lote con las piezas finales.
A partir de los datos dimensionales de estas piezas se ha trabajado en los algoritmos de aprendizaje de la herramienta de Inteligencia Artificial.
En paralelo con el desarrollo de los algoritmos para la definición de un modelo de IA, se ha trabajado con las empresas colaboradoras en el proyecto en el diseño y fabricación de demostradores industriales. Así, se han fabricado en poliamida 12, piezas en diferentes posiciones y orientaciones para la validación del modelo de IA en las últimas semanas del proyecto.
Las empresas tractoras de esta iniciativa han realizado distintas tareas a lo largo del proyecto que se detallan a continuación.
CLINICA GIRONÉS
Clínica Gironés es un centro dedicado a la podológica ubicado en Valencia que ofrece servicios que van desde estudios biomecánicos especializados en la pisada hasta prácticas quiropodológicas habituales. El Centro es usuario de tecnologías de fabricación aditiva para el desarrollo de plantillas. En el proyecto, la empresa diseñó una plantilla con medidas similares a las piezas sencillas utilizadas para el desarrollo de los algoritmos de aprendizaje. Además, se fabricó una plantilla de mayores dimensiones con el fin de disponer de piezas de mayor dimensión para la validación final del modelo de IA.
GH ELECTROTERMIA S.A.U
Empresa dedicada al desarrollo y fabricación de equipos industriales para calentamiento por inducción. Tiene una larga experiencia como usuario de tecnologías de fabricación aditiva tanto en polímero como en metal. En el caso de los polímeros fabrica piezas de alta complejidad cuya misión es reducir la elevada temperatura de las piezas metálicas sobre las que se aplica la inducción mediante la pulverización de agua. En el proyecto, la empresa ha proporcionado una pieza sencilla: una brida que tiene un mayor espesor respecto a las piezas utilizadas para el algoritmo de aprendizaje de la IA, y de este modo se va comprobando el alcance del modelo con otros espesores de pieza.
VALVER SPEED AIR S.L.
Empresa usuaria habitual de tecnologías aditivas tanto en polímero como en metal para el desarrollo de boquillas para pistolas de pintura, así como otros elementos de dichas herramientas. Las piezas producidas por VALVER tienen una alta complejidad geométrica y presentan aspectos que deben cumplir cierta repetibilidad dimensional. En el proyecto AURORA se ha diseñado un elemento que debe encajar en otra pieza, puesto que son los apoyos de una pieza de tipo aro. Por lo tanto, debe tener una precisión en su dimensión geométrica para asegurar el correcto encaje de las piezas.
CLAM DESARROLLO, S.L.
Empresa con base tecnológica especializada en el desarrollo de productos y servicios innovadores aplicados a la industria. Destina la totalidad de sus recursos y esfuerzos a potenciar el I+D+i como gran línea estratégica de trabajo. Desde el año 2020, CLAM DESARROLLO ha dedicado parte de sus recursos en el desarrollo de materiales para tecnologías de fabricación aditiva para el procesado de polímeros termoplásticos. En el proyecto, se ha diseñado un panel decorativo modular, donde las piezas se pueden ensamblar unas con otras para obtener la pieza final deseada. Este demostrador implica unas dimensiones mayores que las utilizadas en las piezas empleadas para el aprendizaje del modelo de IA, Además, las piezas deben encajar entre sí, motivo por el que es importante el control de las desviaciones dimensionales.
Número de proyecto: 22300044
Expediente: IMDEEA/2023/16
Duración: Del 01/06/2023 al 31/10/2024
Coordinado en AIDIMME por: JORDA FERRANDO, OLGA
Línea de I+D: FABRICACIÓN ADITIVA
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