Application of cyber-physical systems for additive manufacturing of polymer products

• Autorzy: Paszkiewicz Andrzej , Budzik Grzegorz , Przytuła Mateusz , Rączka Dariusz , Madera Michał , Kądziołka Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2024.11.4

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie systemów cyberfizycznych do wytwarzania addytywnego produktów polimerowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents the use of IT systems and cooperative robots in the 3D printing process based on the layered extrusion of polymer materials, enabling the construction of autonomous production cells that meet the assumptions of cyber-physical production systems. This solution allows for an innovative approach to planning the production of products from polymer materials in terms of pre-and post-process operations using remote monitoring, and optionally allows the use of artificial intelligence to control the production process. An important feature of the proposed solution is its modularity and scalability, which is important when manufacturing products using the 3D printing method from thermoplastic polymer materials.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie systemów informatycznych i robotów kooperacyjnych w procesie druku 3D opartym na wielowarstwowym wytłaczaniu materiałów polimerowych, umożliwiających budowę autonomicznych ogniw produkcyjnych spełniających założenia cyberfizycz¬nych systemów produkcyjnych. Rozwiązanie to pozwala na innowacyjne podejście do planowania produkcji wyrobów z materiałów polimerowych pod kątem operacji przed- i poprocesowych z wyko¬rzystaniem zdalnego monitoringu, a opcjonalnie umożliwia wykorzystanie sztucznej inteligencji do sterowania procesem produkcyjnym. Ważną cechą proponowanego rozwiązania jest jego modułowość i skalowalność, co ma znaczenie przy wytwarzaniu wyrobów metodą druku 3D z termoplastycznych materiałów polimerowych.

Słowa kluczowe

EN

additive manufacturing; polymers; cyber-physical system; smart factories

PL

technologie przyrostowe; materiały polimerowe; systemy cyberfizyczne; inteligentne fabryki

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 69, nr 11-12
• Strony: 651--656
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., fot., wykr.

Twórcy

autor

Paszkiewicz Andrzej

• Rzeszów University of Technology, The Faculty of Electrical and Computer Engineering, ul. Wincentego Pola 2A, 35-959 Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7573-3856

autor

Budzik Grzegorz

• Rzeszów University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautics, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3598-2860

autor

Przytuła Mateusz

• CC METAL, ul. Graniczna 1, 38-100 Strzyżów, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3863-3861

autor

Rączka Dariusz

• Rzeszów University of Technology, The Faculty of Electrical and Computer Engineering, ul. Wincentego Pola 2A, 35-959 Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0009-0009-3975-0654

autor

Madera Michał

• Rzeszów University of Technology, The Faculty of Electrical and Computer Engineering, ul. Wincentego Pola 2A, 35-959 Rzeszów, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-4474-682X

autor

Kądziołka Tomasz

• Academy of Applied Sciences in Nowy Sącz, ul. Staszica 1, 33–300 Nowy Sącz, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0877-0846

Bibliografia

• [1] Eslami Y., Franciosi C., Ashouri S. et al.: SN Computer Science 2023, 4, 825. https://doi.org/10.1007/s42979-023-02268-0
• [2] Ryalat M., ElMoaqet H., AlFaouri M.: Applied Sciences 2023, 13(4), 2156. https://doi.org/10.3390/app13042156
• [3] Khamaisi R.K., Peruzzini M., Raffaeli R. et al.: The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 2024. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14698-y
• [4] van-Lopik K., Hayward S., Grant R. et al.: IET Cyber‐ Physical Systems: Theory and Applications 2024, 9(2), 169. https://doi.org/10.1049/cps2.12077
• [5] Ian C., Olaf D., Joseph K. et al: “Wohlers Report 2021; Additive Manufacturing and 3D Printing State of the Industry” (edit. van Rensburg J.), Wohlers Associates, Inc.: Fort Collins, CO, USA, 2021.
• [6] Woźniak J., Budzik G., Przeszłowski Ł. et al.: International Journal for Quality Research 2022, 16(3), 83. https://doi.org/10.24874/IJQR16.03-12
• [7] ISO/ASTM 52900:2021, Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and vocabulary
• [8] ISO/ASTM52921-13 (2019) Standard Terminology for Additive Manufacturing-Coordinate Systems and Test Methodologies.
• [9] Zhang L., Luo X., Ren L. et al.: Science China Information Sciences 2020, 63, 124201, http://doi.org/10.1007/s11432-018-9942-y
• [10] Kakade S., Mulay A., Patil S.: Materials Today: Proceedings 2022, 67(2), 363. http://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.07.210
• [11] Cui J., Ren L., Mai J. et al.: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2022, 74, 102256. http://doi.org/10.1016/j.rcim.2021.102256
• [12] Magrini E., Ferraguti F., Ronga A.J. et al: Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2022, 61, 101846. http://doi.org/10.1016/j.rcim.2019.101846
• [13] https://www.3dprintingmedia.network/stratasys-demonstrates-multi-cell-platform-continuous-production/ (access date 20.10.2024)
• [14] https://3dprintingindustry.com/news/prusa-showcases-its-new-modular-3d-printer-farm-at-dubais-expo-2020-197091/ (access date 20.10.2024)
• [15] https://www.3dsystems.com/3d-printers/figure-4-production (access date 20.10.2024)
• [16] Hider J.: Additive Manufacturing 2022, 11(5), 36.
• [17] Hendrixson S.: Additive Manufacturing 2019, 8(4), 32
• [18] Paszkiewicz A., Budzik G, Bolanowski M. et al.: Polimery 2021, 66(7-8), 418. https://doi.org/10.14314/polimery.2021.7.5

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).