Effiziente Planung für den 3D-Druck

Die Additive Fertigung bietet großes Potenzial für verschiedenste Anwendungen, da hochkomplexe und individuelle Bauteile ohne aufwendigen Modell- und Werkzeugbau herstellt werden können. Eine zentrale Herausforderung besteht dabei in der effizienten Planung der Produktion, insbesondere bei der Zuordnungs- und Reihenfolgeplanung von Bauteilen auf den verfügbaren 3D-Druckern.

In der neuen Publikation mit dem Titel „A new branch-and-cut approach for integrated planning in additive manufacturing“ adressiert das Team aus Felix Tamke, Leopold Kuttner und Benedikt Zipfel dieses Problem und entwickelte ein exaktes Lösungsverfahren, welches die beiden Teilprobleme integriert löst: die Gruppierung von Bauteilen in Produktionschargen und die anschließende Verteilung dieser Chargen auf mehrere Maschinen.

Basierend auf der Idee der Benders-Dekomposition stellt das Verfahren sicher, dass die Lösung sowohl die optimale Packung der Bauteile als auch die effiziente Verteilung auf die Maschinen berücksichtigt. Umfangreiche Berechnungsstudien belegen, dass der neue Algorithmus im Vergleich zu bestehenden Ansätzen signifikant bessere Lösungen liefert und die Zykluszeiten im Durchschnitt um 18,7 % und bis zu 97,6 % reduziert.

Benedikt Zipfel, Felix Tamke, Leopold Kuttner, European Journal of Operational Research   https://doi.org/10.1016/j.ejor.2024.10.040