中国とドイツが共同でProCloud3Dプロジェクトを立ち上げ、安全な分散型積層造形のためのクラウドプラットフォームを開発

2024年4月7日、南極熊は、中独プロジェクト連合アーヘン工科大学のデジタル付加製造学科DAPが、レーザー金属粉末床溶融結合法（PBF-LB/M）の生産データを暗号化してリアルタイムで送信できるクラウドベースの安全なプラットフォームのアーキテクチャを開発したことを知りました。このプロジェクトは ProCloud3D プロジェクトから始まり、連邦教育研究省 (BMBF) の資金提供を受けており、安全な分散型および分散型積層造形の基盤を築きます。
△アーヘン工科大学デジタルアディティブプロダクション（DAP）学科長、モーリッツ・コルテ氏クラウドプラットフォームは、産業メタバース、スマートサービス、デジタル化などのコンセプトを効果的に実装するための重要な機能です。場所を問わず、データをリアルタイムで処理、保存、安全に共有するために必要な基本的なインフラストラクチャを提供します。 ProCloud3D プロジェクトを支えるコンソーシアムは、このインフラストラクチャを積層製造に安全に利用できるようにしました。
△開発されたクラウドプラットフォーム上でストリーミング配信により制作されたProCloud3Dプロジェクトロゴ。
セキュリティ: 分散型生産のボトルネック<br /> エンドユーザーの観点から見ると、部品の積層造形はますますアウトソーシングされるようになっています。これらのコンポーネントを製造するには、エンドユーザーが設計データをサービスプロバイダーと共有する必要があります。デジタル設計モデルは物理的なコピーを生成するのに十分であることを考えると、このプロセスが安全であることを確認することが重要です。このソリューションでは、印刷プロセス中に生産データをレイヤーごとにサービスプロバイダーの PBF マシンに直接転送します。このアプローチはストリーミングとも呼ばれます。ただし、このデータが傍受、漏洩、または操作されないこと、また要求された数のコンポーネントのみが生成されることを保証することが重要です。さらに、製造オーダーのデータは、生産プロセスのために慎重に収集され、準備される必要があります。
ProCloud3D プラットフォーム開発のアイデア<br /> 研究者らは当初、建設作業情報に基づいて機械制御コードをリアルタイムで生成するスライサーを開発しました。このため、ProCloud3D プラットフォームのアーキテクチャは基本的に、DAP チェアと Fraunhofer レーザー技術研究所 ILT の研究者によって開発された Open Vector Format (OVF) に基づいています。このフォーマットでは、ガルボスキャナを使用したレーザーの柔軟な制御、複数のスキャンフィールドアレイの管理、追加の機械軸の拡張制御などが可能になります。
△開発されたクラウドベースのプラットフォームを使用して安全なストリーミング経由で作成された ProCloud3D プロジェクトの別のロゴバリエーション。
OVF に基づいて、さまざまな PBF マシンの PBF-LB 生成データと関連メタデータの効率的なリアルタイム伝送を保証するストリーミングプロトコルが開発されました。プロトコルには、安全なデータ転送とデータ暗号化が含まれます。 DAP が開発した高性能ネスターを使用すると、複数のコンポーネントで構成される製造ジョブを自動的に生成できます。
機能はクラウドベースのユーザーインターフェイスに完全に統合され、視覚化されます。解決策の一部は、説明したサプライチェーンとプロセスチェーンに沿ったデジタル著作権管理です。データストリームはエンドツーエンドで暗号化されます。ハードウェア側では、プロジェクトによって開発されたマシンインターフェースがクラウドからの階層的な制御コマンドを処理します。ストリーミングプロトコルは、データにアクセスできるユーザーと、製造が許可される注文済みコンポーネントの数量を定義します。
安全なデータフロー<br /> コンソーシアムは、開発されたクラウドソリューションを使用して、安全なデータストリーミングを実現するデモンストレーターの構築に成功しました。次のステップでは、分散型積層造形を大量市場に導入するためのクラウドベースのプラットフォームを準備します。開発されたハードウェアインターフェースは、さまざまなデバイスメーカーと互換性があります。さらに、メーカー固有の PBF-LB/M に合わせて調整された、一般的に適用可能なクラウドベースのソフトウェアサービスも利用可能である必要があります。
このソリューションは、さまざまな業界の企業に、特別に設計された安全なクラウドベースのプラットフォームに製造プロセスをアウトソーシングし、積層造形の可能性を直接活用する機会を提供するように設計されています。このアプローチにより、PBF マシンへの高額な投資や、これまで必要だった専門的なプロセス知識の広範な開発が不要になります。このソリューションは、付加製造の導入を促進し、企業が生産を効率的かつ安全にデジタル化し、アウトソーシングすることを可能にします。
プロジェクトコンソーシアムには、WIBU-Systems AG、LMI – Laser Melting Innovations GmbH & Co. KG、RWTH Aachen Lehrstuhl Digital Additive Production DAP、北京理工大学、Polylite、Nanjing 1001 Automation Technology Co., Ltd.、およびBeijing Aerospace Intelligent Manufacturing Technology Development Co., Ltd.が含まれます。この研究開発プロジェクトは、連邦教育研究省 (BMBF) のプログラム「Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit vonmorgen」(助成金コード 02P18X010) の下で資金提供され、カールスルーエプロジェクト管理機関 (PTKA) によって管理されています。

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