#Startup3D: Manufacturing Technology Project trasforma la stampa 3D in metallo in un processo predittivo

Articolo originale: #Startup3D: Manufacturing Technology Project trasforma la stampa 3D in metallo in un processo predittivo

Manufacturing Technology Project (MTP) è una giovane startup statunitense dedicata allo sviluppo di strumenti ingegneristici. Questi combinano intelligenza artificiale, simulazione multifisica e gemelli digitali (digital twin) per facilitare l’ottimizzazione dei processi produttivi, la modellazione predittiva e, in prospettiva, il controllo autonomo della produzione. Il suo primo prodotto di punta si chiama AdditiveM e, come suggerisce il nome, è dedicato alla produzione additiva a base metallica. Si tratta di una piattaforma di simulazione che consente, tra le altre cose, di ottimizzare le prestazioni dei processi di stampa 3D. Abbiamo incontrato Hamed Hosseinzadeh, President & Tech Strategist, per saperne di più sui progetti di questa startup ricca di ambizioni!

3DN: Si può presentare brevemente?

Sono un ingegnere specializzato in meccanica e materiali computazionali, nonché presidente e direttore tecnico di Manufacturing Technology Project (MTP). Ho una formazione in modellazione fisica, simulazione multifisica e ingegneria assistita dall’IA, con un focus particolare sulla produzione avanzata e sulla lavorazione dei materiali.

Hamed Hosseinzadeh

3DN: Cos’è Manufacturing Technology Project?

Manufacturing Technology Project (MTP) è un’azienda high-tech dedicata alla creazione di un’infrastruttura informatica e di intelligenza artificiale per la produzione digitale di nuova generazione.

Ho fondato MTP per colmare il divario tra la fisica ad alta fedeltà e le pratiche produttive del mondo reale. L’obiettivo era sviluppare una nuova generazione di strumenti ingegneristici che combinassero simulazione multifisica, IA basata sulla fisica e tecnologie di digital twin, così da consentire la modellazione predittiva, l’ottimizzazione dei processi e, in prospettiva, il controllo autonomo dei sistemi produttivi.

La nostra prima piattaforma di punta, AdditiveM, è stata sviluppata per offrire una modellazione dei processi e delle prestazioni di livello qualificativo per la produzione additiva a base metallica.

3DN: Ci parli meglio della vostra piattaforma AdditiveM: quali sono le sue principali funzionalità?

AdditiveM è una piattaforma di simulazione fisica dei processi e delle prestazioni per la produzione additiva a base metallica. È progettata per fungere da digital twin del processo di stampa, registrando l’intero storico termomeccanico di un pezzo e collegandolo a tensioni residue, distorsione, microstruttura e, in ultima analisi, a fatica e prestazioni.

Il cuore di AdditiveM si basa su una modellazione multifisica e multiscalare accoppiata, che comprende:

• Simulazione termica transitoria ad alta fedeltà della fusione strato per strato e dell’accumulo di calore;
• Modellazione meccanica termo-elasto-plastica con plasticità dipendente dalla temperatura, incrudimento, indurimento ciclico ed effetto Bauschinger;
• Previsione delle tensioni residue, della distorsione e delle zone soggette a cricche;
• Storico delle sollecitazioni e deformazioni legate alla fatica e indicatori di prestazione;
• Moduli stocastici e assistiti dall’IA per una previsione che tenga conto di anomalie e incertezze;
• Collegamento diretto tra G-code, strategia di scansione, proprietà dei materiali, parametri della macchina e integrità strutturale finale del pezzo.
  

3DN: È compatibile con tutti i processi di stampa 3D in metallo?

AdditiveM è stato sviluppato come framework computazionale indipendente dal processo e non come strumento dedicato a una singola tecnologia. Attualmente, la piattaforma si concentra sulla fusione a letto di polvere (PBF) e sulla deposizione di materiale con energia concentrata (DED) laser, per le quali sono già implementate simulazioni termiche e termo-elasto-plastiche dettagliate. La stessa base fisica può essere estesa, però, ad altri processi di produzione additiva a base metallica, poiché i fenomeni che li governano, come trasferimento di calore, cambiamento di fase, deformazione plastica, tensioni residue e carico ciclico, sono universali.

3DN: Quali sono i vantaggi chiave della vostra piattaforma e quali sfide permette di affrontare?

Il principale vantaggio di AdditiveM è che trasforma la produzione additiva a base metallica da un processo basato su tentativi ed errori in un workflow predittivo, fondato sulla fisica e assistito dall’IA, pur rimanendo efficiente a sufficienza dal punto di vista computazionale per funzionare su workstation standard e persino su laptop di fascia alta.

Da un punto di vista tecnico e industriale, AdditiveM risponde a quattro sfide fondamentali:

• Necessità di strumenti di qualificazione predittivi ad alta fedeltà basati sulla fisica: molti difetti nella produzione additiva a base metallica derivano da tensioni residue, deformazioni elasto-plastiche e fatica microstrutturale. AdditiveM affronta questo problema grazie a una modellazione termo-elasto-plastica accoppiata.
• Disconnessione tra parametri di processo e prestazioni: AdditiveM stabilisce una vera simulazione dal processo alla prestazione e un digital twin. Strategia di scansione, potenza del laser, velocità, spessore dello strato e proprietà dei materiali vengono direttamente correlati agli indicatori di tensione residua, distorsione e fatica, consentendo una produzione riuscita al primo tentativo e una progettazione consapevole per la stampa 3D.
• Assenza di un ampio database validato e basato sulla fisica, nonché di un apprendimento fisicamente intelligente.
• Costo computazionale e accessibilità: uno degli obiettivi principali di MTP è lo sviluppo di algoritmi numerici altamente ottimizzati e di solutori a ordine ridotto, sensibili alla fisica, che accelerino notevolmente la simulazione preservando al contempo la precisione fisica.

In quest’ottica, AdditiveM non sarà soltanto un simulatore, ma evolverà verso una piattaforma di digital twin basati sulla fisica e potenziati dall’IA. È sviluppato per supportare la progettazione, l’ottimizzazione dei processi, la qualificazione e, in prospettiva, il controllo intelligente a ciclo chiuso dei sistemi di produzione additiva a base metallica.

3DN: Chi sono i vostri principali utilizzatori?

AdditiveM è utilizzato da ingegneri e ricercatori che necessitano di una comprensione approfondita, basata sulla fisica, della produzione additiva a base metallica e del suo impatto sull’integrità e sulle prestazioni dei pezzi.

In tutti questi casi, gli utilizzatori non si limitano alla visualizzazione del processo, ma puntano alla creazione di gemelli digitali predittivi che collegano i parametri di processo all’integrità strutturale e alle prestazioni a lungo termine.



3DN: Un’ultima parola per i nostri lettori?

La produzione additiva a base metallica sta entrando in una nuova fase, in cui qualificazione, affidabilità e intelligenza saranno importanti quanto la libertà geometrica.

In MTP, il nostro obiettivo è fornire l’infrastruttura informatica e di intelligenza artificiale che renderà possibile questa transizione: dai tentativi ed errori alla qualificazione digitale, dalle simulazioni isolate ai digital twin dinamici, e dai modelli puramente basati sui dati a sistemi fisicamente intelligenti di cui gli ingegneri possano fidarsi per applicazioni critiche. Visitate il nostro sito per saperne di più!

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*Crediti per tutte le foto: Manufacturing Technology Project