AFPへのアクセスの増加

「私たちの目標は、複合材料製造の障壁を減らすことです」と、AddcompositesのCEOであるPravinLuthadaは述べています。 Addcompositesは、既存のロボットアームに取り付ける自動ファイバー配置（AFP）ツールを開発しました。

AFP-XSは購入可能ですが、リースも可能です。軽量で6.5kgの空で、コンパクトです。 「コンピュータのデスクトップタワーとほぼ同じサイズの箱に入れて出荷します」とLuthada氏は言います。 「交換用のカッティングブレードと消耗品もレンタル費用に含まれています。」

私にとって、これは混乱の可能性が高く、業界がインダストリー4.0のスマートな生産ラインと工場に向かって前進するにつれて、ほぼ避けられません。 AirborneとSABICおよびSwinburne大学のFactory4.0Testlabとのパートナーシップによって確立されたこのようなラインはすでに見られます。また、新しい柔軟性、多機能性、速度を実現するために、AFPと3D印刷が収束し、複数のプロセスを単一の自動システムまたはセルに組み合わせること（AFPとフィラメントの巻き取り、CNC機械加工、レーザー表面処理と接合など）も監視しています。 。 Addcompositesがその道を進んでいれば、大きくて高価なAFPセルはすぐに過去のものになるかもしれません。

アクセシブルな複合材料製造への情熱

AddcompositesのAFP-XSツールヘッドのビジョンは、そのCEOがインド宇宙研究機関（ISRO）で働いていた数年前に始まりました。特に、インドは複合材料の最も急速に成長している市場の1つですが、「私が知っているインドにはAFPシステムはありません」とLuthada氏は言います。 「ISROでは、主に衛星や打ち上げロケット用のラミネートやサンドイッチ構造の複合材料を製造する自動システムの入札を行いましたが、受け取った回答はすべて高額でした。 ISROは宇宙計画で大成功を収めましたが、ハンドレイアップを使用してほとんどの複合製品を製造し続けました。」

このようにして、アクセシブルな複合材料製造を開発するというルタダの情熱が生まれました。 「Addcompositesを設立する途中で、プラスチックとセラミック用のファイバーワインディングマシンと3D印刷システムを構築して展開しました。」ヘルシンキ近郊のアールト大学で修士号を取得するためにフィンランドに転居したとき、ルタダは複合材料の自動化をより利用しやすくするための研究プロジェクトを開始することができました。 「Aaltoは複合材料にはそれほど強くありませんが、フィンランドのオープンイノベーションエコシステムのおかげで、デジタル製造には非常に強いです」と彼は説明します。 「私たちは新たに始めて、AFPツールヘッドの設計全体を再考し、コストを可能な限り低く抑える方法を模索することができました。」

「私たちは単に現在のサプライヤーとは異なる方法で問題に取り組みました」とLuthadaは言います。 「彼らが大きくて高価なスタンドアロンセルを構築しているところでは、既存のインフラストラクチャ、つまり任意のロボットアームにプラグアンドプレイできるツールを開発しました。したがって、お客様は別のセルに投資する必要はありません。」それでも、チームは航空宇宙の品質を犠牲にすることをいとわなかった。 Luthadaは、AFP-XSツールは頑丈で、高品質の部品で構築されていると述べています。 「私たちの主な取り組みはソフトウェアと制御でした。」

Composites4.0向けのオープンで適応性のあるエコシステム

「私たちはオフラインプログラミングソフトウェアを開発する方法を検討し始めました」と彼は続けます。 「ダッソー・システムズやオートデスクなどと話をしましたが、システムはお客様にとって高すぎるものになります。そこで、どのようなオープンソフトウェアシステムが存在するのかを調べました。」勝者？ Rhino3D。 「それは約1,000ユーロの生涯ライセンス料で利用可能です」とLuthadaは言います。 「また、ビジュアルプログラミングが可能になり、プログラム内でカスタム変更をスクリプト化するのが簡単になります。たとえば、各マシンのドメイン固有言語に基づいてモーションプランを作成できます。」

「ユーザーが必要とするもののほとんどをすでに提供しようとしていますが、ソフトウェアは、オペレーターがコントロールを利用してデータにアクセスできるように設計されています。現在利用可能なAFP / ATL（自動テープ敷設）ツールをロボットアームやCNCマシンなどの既存のモーションプラットフォームに接続して制御することは、通常、非常に困難です。 ATL / AFPサプライヤーは通常、ツールのIO（入力/出力）を制限します。ただし、ロボットアームコントローラーのIOポートとツールの間を絶えず実行する高速情報トレインのように動作するEtherCATコントロールを使用することにしました。データは、ロボットとAFP-XSツール間で送信される情報の完全なアクセス、フィードバック、および制御を提供するために、事前に決定されたコマンドに基づいて各ステーションで収集またはドロップオフされます。このアプローチにより、インダストリー4.0アプリケーションのリアルタイム制御と通信が可能になります。」

Luthadaは、この開放性のエコシステムは多くの柔軟性を提供すると述べています。 「CAM（コンピューター支援製造）を使用するすべての人がCAMをロボットプラットフォームに統合できるように、非常に高いアクセシビリティを実現しています。たとえば、AFP-XSを適応させて、インライン監視システムやロボットフィラメントワインダーと通信することができます。」彼は、自動化プロバイダーが会社の最初のプレスリリースから提供されているものを認識したと述べています（「AddcompositesはプラグアンドプレイAFP / ATLを紹介します」を参照）。 「彼らの多くは、私たちのシステムを彼らの製造セル製品に統合したいと思って私たちに連絡を取りました。」さらに重要なことに、Luthada氏は、「私たちの設計により、このシステムの開始と実行も簡単になります」と指摘しています。

AFP-XSは、Rhino3Dに基づくオープンプラットフォームであるAddpathソフトウェアを使用します。
ソース|コンポジットの追加

材料と仕様

AFP-XSツールヘッドは、5mmから20mmの幅の乾いた繊維とプリプレグテープを処理できます。 「ツールヘッドを開発するにつれ、材料ごとに最適化しました」とLuthada氏は説明します。 「最初は乾式繊維から始めましたが、現在は熱硬化性プリプレグと低温熱可塑性プリプレグ、つまりPLAやポリアミドなどのTgが200°C未満の材料を使用しています。熱可塑性テープを実行する場合、現場統合（ISC）を実行するようにシステムを改善しています。」彼は、同社がしばらくの間実施してきたISC熱可塑性テーププロジェクトに基づいて、まもなく大量のデータを入手すると述べています。 「今月末には、オートクレーブ（OOA）熱硬化性プリプレグも不足しています。」

ツールヘッドに関しては、Addcompositesは、コストを低く抑えながら航空宇宙品質を実現することを目的として、各コンポーネントを開発しました。 「私たちは独自のカッターを開発しました」とLuthadaは言います。 「何度も繰り返しましたが、非常に軽量で、非常にコンパクトで頑丈です。現在、-0 / + 2 mmの精度を満たしていますが、さらに厳しい公差を押し上げるように取り組んでいます。」

すべてのコンポーネントの軽量化が重要です。 「ツールヘッドの重量は10kg未満であり、ユーザーがスプールにロードするファイバーの量によってのみ異なります」と、Addcompositesのビジネス開発マネージャーであるJamesKuligoskiは述べています。以前はHexcelの品質エンジニアでしたが、「これにより、必要なロボットのサイズを最小限に抑え、設備と運用コストを削減できます」と付け加えています。

暖房には、AFP-XSは現在赤外線と熱風を使用しています。 「レーザーは高すぎるため、使用していません。さらに、運用と保守のコストが高くなっています」とKuligoski氏は述べています。これが、高温の熱可塑性プラスチックがまだ研究開発中である理由の1つです。ただし、Addcompositesは、パフォーマンスを提供しながら手頃な価格のその他の暖房技術も模索しています。

サービスとしてのハードウェア（HaaS）を介したAFP

Addcompositesは、AFP-XSを購入用に提供していますが、リース期間に応じて月額2,000〜3,000ユーロのレートでリースすることもできます。 「私たちのアイデアは、小さな新興企業や研究グループであっても、生産設計を支援するためにツールを借りることができるというものでした」とLuthada氏は説明します。 「FEAと部品設計の準備ができていますが、製造可能性を最適化する必要があります。設計者は、当社のWebサイトから部品製造のシミュレーションを要求できます。その後、会社は必要な限りツールをレンタルして、手持ちのロボットに接続することができます。必要に応じて、地元のロボットサプライヤーを支援することもできます。完成したら、機器を返品するか、割引価格で購入することができます。」

Addcompositesは、2020年の初めまでに、このプログラムをEU内のすべての国に展開したいと考えています。まず、フランス、ドイツ、ポーランド、英国から始めます。 「来年は、ヨーロッパとアメリカで20個のツールを入手したいと考えています」とLuthada氏は言います。

Addcompositesはすでにフィンランドでの宇宙産業開発作業にAFP-XSを使用しており、熱可塑性テープを開発している別のフィンランド企業と協力しています。また、フィンランド最大の複合材メーカーとの製造自動化プロジェクトを完了したばかりで、米国の企業の初期パイロット作業を行っています。

「私たちの市場には、大学や研究センターだけでなく、現在ハンドレイアップを使用して複合材料を製造しており、AFPと自動化の経験を積みたいと考えている中小企業も含まれます」とKuligoski氏は言います。 「部品の製造中に、機械の試運転とビデオ撮影を行うことができます。その後、製品で使用されていることを確認した後、ツールをリースおよび/または購入できます。」

どのように積み重ねられますか？

Luthadaは、AFP-XSツールヘッドの出力は、AFPシステムサプライヤーが現在販売している大型セルほど高くはないことを認めています。 「しかし、レイダウンスピードを失うことはありません」と彼は反論します。 「私たちが処理している材料は同じです。他の人と同じように、バリエーションの少ないテープを使用すると、はるかに良い結果が得られます。しかし、製造される最終的なラミネートの品質に関しては、違いはありません。」同社はこれらの最終的なラミネート自体を注入または硬化するのではなく、代わりにメーカーに機器を供給しているため、ラミネートデータを収集している最中です。いくつかのプログラムが終了したので、彼はこのデータがまもなくAddcompositesのWebサイトに掲載されると述べています。

「私たちは2017年にアールト大学で研究プロジェクトを開始し、2018年にAddcompositesを設立しました」とLuthadaは言います。 「私たちはさまざまなメーカーと協力して多くのことを学び、AFP-XSシステムを進化させ続けています。これらの改善は、テストおよび証明されたときにすべてのユーザーに展開されます。現在、このシステムはKukaロボットで動作し、ABBとユニバーサルロボットで実証中です。」

「複合材料は高度な製造の未来であると信じています。そして、手頃な価格ですべての複合材料メーカーにスマートで自動化された生産を提供することに情熱を注いでいます。」

9月9日から12日まで、Composites Europe（ドイツ、シュトゥットガルト）のAddcompositesにアクセスし、 CW からの最新情報にご期待ください。 。