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新一代增材制造:迈向下一代工业3D打印重要一步

导读: 德国,奥格斯堡/法勒尔、克拉林、乌尔姆,一年前,Premium AEROTEC、戴姆勒公司和EOS联合发起“新一代增材制造”(NextGenAM)项目,为3D打印技术在大规模批量生产中的应用奠定基础。

德国,奥格斯堡/法勒尔、克拉林、乌尔姆, 一年前,Premium AEROTEC、戴姆勒公司和EOS联合发起“新一代增材制造”(NextGenAM)项目,为3D打印技术在大规模批量生产中的应用奠定基础。如今,首座试点工厂已经在德国北部法勒尔的Premium AEROTEC投入运行,成为该项目的重要里程碑。

增材制造正成为工业领域愈发重要的因素,对于批量生产亦是如此。在此背景下,飞机制造结构供应商Premium AEROTEC、汽车制造商戴姆勒和工业3D打印领域领先的技术供应商EOS在“新一代增材制造”中强强联合,从根本上发展新一代增材制造。自从该项目于2017年5月正式开始以来,“新一代增材制造”团队已检视整个增材制造过程从而评估其自动化的潜力。现在,第一个试点工厂已经在法勒尔的Premium AEROTEC技术中心投入运行。

该项目旨在开发一个完整生产单元,用于为汽车及航空行业制造铝部件。目前这一试点工厂配备了用于增材制造、后处理及质量保证的各种机器。生产链的创新之处在于,增材及传统制造的各个单独生产步骤和相互作用,都是完全自动化、集成化,同时人工手动操作已被取消。因此,这一生产链可以制造复杂、轻量且同时坚固的零部件,并且高水平的自动化为未来生产的盈利奠定了基础。

试点工厂详细信息

试点生产链的中心是用于金属材料工业3D打印的EOS M 400 - 4四激光系统。该系统与EOS共享模块概念的外部解决方案结合使用。因此,法勒尔工厂的EOS M 400 - 4配备了一套粉末供给系统,并连接到一个独立的准备模块。这样一来,在系统中添加或清除铝粉材料、设置系统准备新的打印作业、从粉末床中取出打印的组件,可以独立并于实际的增材制造过程同时进行,大大提升了生产效率。增材制造的部件保存在充满保护气体的容器中,由自动导引运输小车运输于各个站点之间。

下游的后处理也已广泛自动化:机器人从设置站取走带有零件的构建平台,并将其放入熔炉中进行后续热处理。然后,同一机器人再次取走平台,并将其移至三维光学测量系统,以确保零部件质量。最后,构建平台被传送到带锯处,由其将部件与平台分开,为部件之后的使用做好准备。

共创批量化增材制造的未来

自动化流程链的成功开发是所有项目合作伙伴高效合作的结果,每位合作伙伴都贡献了各自不同的技能与经验: EOS是工业3D打印领域的全球技术与品质领导者。Premium AEROTEC公司是世界上第一家为空客飞机提供批量3D打印结构元件的制造商。目前为止,该公司一直使用钛金属粉末作为3D打印原材料,而“新一代增材制造”项目的目标之一也是使铝符合使用条件。汽车制造商戴姆勒公司对大规模批量生产有着全面的了解——如果试点工厂要用于大规模生产零件,这是一个重要方面。

“在这个项目中,我们已经成功大幅降低单件产品的生产成本,从而为大规模数字化3D打印工厂创造了经济前景。”Premium AEROTEC公司的首席执行官Thomas Ehm博士说道。

EOS首席技术官Tobias Abeln表示:“将增材制造流程集成到自动化生产线上是我们的技术在批量生产场景中广泛应用的一个重要里程碑。”

戴姆勒公司的未来技术研究部门负责人Jasmin Eichler表示:“3D打印作为一种拥有多功能性的附加制造方法,正逐渐在汽车行业站稳脚跟。有了这次前期开发项目的合作,我们朝着在整个流程链中实现金属3D打印成本效益迈出了重要的一步。该项目为未来在汽车批量生产过程中实现更大制造数量奠定了基础——其可靠性、功能性、使用寿命和经济性可与传统生产的组件相媲美。”

展望未来

在接下来的几个月中,该试点流程链将在法勒尔的科技中心做进一步测试,部分设施将进行审核。此外,生产数据将被收集并分析,用于整理处理次数、盈利能力以及成本优化的精确数据。由此,“新一代增材制造”项目正不断接近其自身的目标——批量生产高复合型铝制零部件,尤其是在经济型的增材制造生产过程中。

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