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全自动化金属3D打印生产工厂已试运行2年 制造成本降低50%

2019年5月7日,笔者从外媒获悉,从2017年开始演示自动化3D打印生产线的NextGenam项目已经完成了试点阶段。Nextgenam是Premium Aerotec、EOS和戴姆勒之间的一个联合项目,旨在开发一个数字化增材制造生产工厂,该工厂可为汽车和航空航天部门经济高效地生产零部件。据估计,与其他3D打印系统相比,他们的生产线将使制造成本降低50%。

全自动化金属3D打印生产工厂已试运行2年 制造成本降低50%

Premium Aerotec执行董事会主席托马斯·埃姆博士说:“就飞机工业而言,Premium Aerotec如今已成为金属3D打印领域的国际先驱。现在的目标是在这一专业知识的基础上进一步发展,并使其在其他领域也能发挥作用,因此,Nextgenam的成功是我们战略的另一个重要组成部。”

全自动化金属3D打印生产工厂已试运行2年 制造成本降低50%

Premium Aerotec是第一家为空客飞机提供3D打印钛零件的零部件制造商,因此他们负责生产过程的管理。EOS为该项目提供了所有的设备和软件;铝合金(AlSi10mg)用于大多数试验和生产,在过去两年的发展中,其强度和光洁度都有了显著的提高。

全自动化金属3D打印生产工厂已试运行2年 制造成本降低50%

整个生产线都是自动化的。从数据准备到与构建平台的最终部件分离,无需人工操作,构建平台由机器人锯切断。所有金属粉末的装卸、打印、热处理和质量保证都是完全自动化的,配备了机器人和无人驾驶运输系统。整个生产线通过一个控制站运行。

EOS的首席执行官Adrian Keppler博士说:“我们非常为我们与Premium Aerotec和戴姆勒的合作所取得的成就感到骄傲。Nextgenam项目为工业3D打印如何作为自动化流程链的一部分,在批量生产中经济高效地使用提供了非常具体的演示。结合这里使用的数字化可能性,试点工厂代表着数字化制造过程中的一个里程碑。”

全自动化金属3D打印生产工厂已试运行2年 制造成本降低50%

经过戴姆勒的广泛测试,工艺和零件都通过了行业标准的资格审查,系列零件的生产已经开始。一个例子是柴油卡车发动机的铝制支架。戴姆勒客车公司的3D打印能力中心目前正在评估首批用于客车的3D打印铝替换件,并计划为燃气动力和电动汽车生产零部件。

戴姆勒公司(Daimler AG)未来技术主管Jasmin Eichler解释了将AM引入汽车行业的愿望:“增材制造也适用于最小系列的新车(限量版)。针对3D打印的零件的系统开发意味着生产成本可以进一步降低,质量得到优化。在汽车的先进发展过程中,3D打印也有着特殊的意义。与传统的生产工艺相比,使用增材制造生产所需的低数量产品通常更具成本效益,而且生产速度更快。”

产能将进一步提升

集成质量管理的连续3D数据链使该生产系统成为未来工业4.0基准的首批案例之一。制造过程是完全可扩展的:生产线可被轻松复制,以扩大工厂的产能。随着这一数字的上升,未来有望进一步大幅节省开支。如今,试点设备已经能够实现零部件的自动化生产并达到批量生产的质量标准。

戴姆勒公司所需的零部件已经由Premium AEROTEC新技术生产线所制造。例如,卡车部门已经在使用Premium AEROTEC生产的卡车柴油发动机支架作为第一批更换用零件。

卡车及公共汽车的更换用零件

3D打印工艺在更换用零件领域非常有用。因为在工具出现问题或针对一些不常使用的更换用零件时,相较于传统的砂型或压铸工艺,3D打印可使零件的生产成本更低、效益更高。目前,戴姆勒客车的3D打印能力中心正在审查第一批3D打印铝制客车替换部件的打印请求。客车领域的分析小组目前也在考虑适合该技术的潜在应用可能。

小部件量产与促进发展的机会

“增材制造也适用于新车(限量版)的最小批量生产。对3D打印专用零部件的系统化开发,意味着生产成本可以进一步降低,质量也可不断优化。” 戴姆勒公司未来技术负责人Jasmin Eichler表示,“3D打印在汽车技术发展过程中也有特殊的意义。与传统生产工艺相比,增材制造通常可以更经济、更快速地生产出所需数量较少的产品。”

3D打印同样适用于内燃机汽车和电动汽车,如电动汽车中安装电池的冷却线路集成基板。

以高产品质量为标准

试点工厂以高产品质量为标准:航空和航天部门也规定使用高强度铝/镁/钪合金(也称为Scalmalloy)。

汽车行业经常使用的经典材料是铝合金(AlSi10Mg),其性能在试点项目中不断提高。与两年前合作开始时相比,材料强度和完工质量有了显著提高。

Premium AEROTEC是世界上第一家为空客飞机生产提供钛合金3D打印部件的零部件制造商。该公司是全球航空领域的领导者,其核心业务是开发和制造由金属和碳纤维复合材料制成的飞机结构。该公司在德国的奥格斯堡、不来梅、诺登哈姆及法勒尔设有工厂。Premium AEROTEC在联合项目中负责整个生产过程。

EOS是金属和高分子材料工业3D打印的全球技术领导者。成立于1989年,EOS为一家独立运营的公司,以先驱和创新者的身份,提供全面的增材制造解决方案。EOS包含系统、材料和工艺参数在内的解决方案组合帮助客户在产品质量上建立决定性的竞争优势,实现可持续性生产,获取长期经济效益。在联合项目中,EOS负责提供所有3D打印技术和相关软件解决方案,以及连接和管理生产链的控制中心。

戴姆勒为该项目贡献了大规模批量化生产的经验。在该项目中,戴姆勒的研究部门和高级开发部门密切合作,合作范围包括整个生产过程的零部件样本、算法鲁棒性和零部件数据的数字化。零部件样本的测试以及为3D打印制作标准化的制造规范也由这家汽车制造商负责。另外,它还负责根据VDA 6.3中针对批量生产的标准进行监控验证和认证。

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