Adaptivní vícesměrový 3D tisk řízený umělou inteligencí ve společném česko-německém projektu AI4MultiDirectAM

Formy pro kompozitní díly se většinou řežou z bloku, frézují, ladí a opravují. Zabere to týdny. Co kdyby šly vytisknout za pár dní – bez zmetků, bez odpadu, bez dohledu?

Tahle otázka nestála na začátku jako hypotéza do vědecké práce. Byla to potřeba. V liberecké firmě Entry Engineering pravidelně vyrábějí formy pro kompozitní díly – třeba pro karoserie nebo technické kryty. Klasická výroba je ale drahá, pomalá a těžko upravitelná za pochodu.

Ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci, Fraunhoferovým institutem a dalšími partnery proto rozjíždějí projekt, jehož cílem je něco jednoduchého: tisknout formy tak, aby to dávalo smysl. Rychle, bez nutnosti drahé údržby, s možností upravit tvar nebo materiál podle potřeby. A hlavně – tak, aby systém sám poznal, že se něco nedaří, a přizpůsobil se.

Jak to funguje?

Základem je velkoformátová 3D tiskárna postavená na 6osém robotu, který pomocí šnekového extruderu nanáší plast ve vrstvách. Jenže zatímco běžné tiskárny vrství do výšky a zvládají spíš krabičky než karoserie, tady se tiskne vícesměrně – po křivkách, šikmo, podle zatížení a tvaru dílu.

To klade nároky na přesnost, opakovatelnost i spoustu drobných rozhodnutí v reálném čase. Proto systém neřídí jen jednoduchý program, ale umělá inteligence. Ta se učí z dat z termokamer, LIDARu a dalších senzorů, která sledují průběh tisku. Pokud něco nesedí – šířka vrstvy, teplota, deformace – AI navrhne změnu. A ta se okamžitě promítne do další vrstvy. Žádné čekání na operátora, žádné přehřívání, žádné opakování.

Proč to není „jen další 3D tisk“?

Nejde jen o stroj. Jde o celý systém, který:

běží bez dohledu,
sbírá a vyhodnocuje data,
sám se učí z předchozích chyb,
a navrhuje korekce, dřív než chyba ovlivní výsledek.

Tiskne se z plastového granulátu. Extruder zvládne víc než 20 kilogramů za hodinu. Materiál jde rovnou do formy, bez zbytků. A celá tisková úloha se zaznamenává jako digitální dvojče – včetně všech zásahů a odchylek.

Je to rozdíl proti tomu, když jen někdo sleduje tisk přes webkameru a doufá, že se neodlepí roh.

Kdo za tím stojí?

Entry Engineering staví a testuje celý robotický systém – ve vlastním provozu, pro reálné zakázky.
TUL (CXI) vyvíjí modely AI, zpracovává data a ladí komunikaci mezi senzory, robotem a řídicím systémem.
Fraunhofer IWU poskytuje testovací prostředí a zkušenosti s průmyslovým tiskem.
RTT Automation přidává know-how v senzorice, Lakowa ověřuje funkčnost ve výrobě plastových dílů pro sanitky nebo vlaky.

Tým je pestrý. Někteří přemýšlejí nad výběrem senzorů, jiní ladí databáze nebo trénují neuronové sítě. Všichni mají jedno společné – hledají, jak propojit průmyslovou praxi s chytrým řízením výroby bez nutnosti dohledu.

A co z toho bude?

V Entry Engineering dnes vyrábějí zhruba 20 forem ročně. Díky nové technologii chtějí zvládnout víc než dvojnásobek – rychleji a s nižšími náklady.

Ale cílem není jen obsloužit vlastní výrobu. Tiskové pracoviště bude otevřené i pro externí zakázky – třeba v interiérovém designu, architektuře nebo leteckém průmyslu. Formy, které běžně zabraly tři týdny, zvládnou za pět dní.

Navíc se sníží materiálový odpad až o 90 %. A každý výtisk bude mít „paměť“: uložený datový záznam, podle kterého půjde zjistit, co přesně se kdy stalo, a proč.

„Toto není jen ukázka technologií. Je to reálný důkaz, že propojením průmyslu a výzkumných institucí napříč hranicemi se dá postavit systém, který je chytrý, flexibilní a připravený na budoucnost výroby," říká Adam Blažek, člen řešitelského týmu.

Tisk, který přemýšlí

Nejde o to, že by tiskárna měla duši. Ale systém, který si uvědomuje, co dělá – a proč to možná dělá špatně – je zásadní krok. Ať už v automotive, aerospace, nebo v každé dílně, kde záleží na přesnosti, času a opakovatelnosti.

Projekt AI4MultiDirectAM běží do roku 2027, ale už teď se formuje technologie, která nebude potřebovat neustálou kontrolu. Bude fungovat sama. Chytře. A efektivně.

Zdroj: CXI TUL/novinky