新一代增材制造：邁向下一代工業(yè)3D打印重要一步

德國(guó)，奧格斯堡／法勒爾、克拉林、烏爾姆， 一年前，Premium AEROTEC、戴姆勒公司和EOS聯(lián)合發(fā)起“新一代增材制造”（NextGenAM）項(xiàng)目，為3D打印技術(shù)在大規(guī)模批量生產(chǎn)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。如今，首座試點(diǎn)工廠已經(jīng)在德國(guó)北部法勒爾的Premium AEROTEC投入運(yùn)行，成為該項(xiàng)目的重要里程碑。

增材制造正成為工業(yè)領(lǐng)域愈發(fā)重要的因素，對(duì)于批量生產(chǎn)亦是如此。在此背景下，飛機(jī)制造結(jié)構(gòu)供應(yīng)商Premium AEROTEC、汽車制造商戴姆勒和工業(yè)3D打印領(lǐng)域*的技術(shù)供應(yīng)商EOS在“新一代增材制造”中強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，從根本上發(fā)展新一代增材制造。自從該項(xiàng)目于2017年5月正式開(kāi)始以來(lái)，“新一代增材制造”團(tuán)隊(duì)已檢視整個(gè)增材制造過(guò)程從而評(píng)估其自動(dòng)化的潛力。現(xiàn)在，*個(gè)試點(diǎn)工廠已經(jīng)在法勒爾的Premium AEROTEC技術(shù)中心投入運(yùn)行。

該項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)完整生產(chǎn)單元，用于為汽車及航空行業(yè)制造鋁部件。目前這一試點(diǎn)工廠配備了用于增材制造、后處理及質(zhì)量保證的各種機(jī)器。生產(chǎn)鏈的創(chuàng)新之處在于，增材及傳統(tǒng)制造的各個(gè)單獨(dú)生產(chǎn)步驟和相互作用，都是完全自動(dòng)化、集成化，同時(shí)人工手動(dòng)操作已被取消。因此，這一生產(chǎn)鏈可以制造復(fù)雜、輕量且同時(shí)堅(jiān)固的零部件，并且高水平的自動(dòng)化為未來(lái)生產(chǎn)的盈利奠定了基礎(chǔ)。

試點(diǎn)工廠詳細(xì)信息

試點(diǎn)生產(chǎn)鏈的中心是用于金屬材料工業(yè)3D打印的EOS M 400 － 4四激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)與EOS共享模塊概念的外部解決方案結(jié)合使用。因此，法勒爾工廠的EOS M 400 － 4配備了一套粉末供給系統(tǒng)，并連接到一個(gè)獨(dú)立的準(zhǔn)備模塊。這樣一來(lái)，在系統(tǒng)中添加或清除鋁粉材料、設(shè)置系統(tǒng)準(zhǔn)備新的打印作業(yè)、從粉末床中取出打印的組件，可以獨(dú)立并于實(shí)際的增材制造過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，大大提升了生產(chǎn)效率。增材制造的部件保存在充滿保護(hù)氣體的容器中，由自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸小車運(yùn)輸于各個(gè)站點(diǎn)之間。

下游的后處理也已廣泛自動(dòng)化：機(jī)器人從設(shè)置站取走帶有零件的構(gòu)建平臺(tái)，并將其放入熔爐中進(jìn)行后續(xù)熱處理。然后，同一機(jī)器人再次取走平臺(tái)，并將其移至三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，以確保零部件質(zhì)量。*后，構(gòu)建平臺(tái)被傳送到帶鋸處，由其將部件與平臺(tái)分開(kāi)，為部件之后的使用做好準(zhǔn)備。

共創(chuàng)批量化增材制造的未來(lái)

自動(dòng)化流程鏈的成功開(kāi)發(fā)是所有項(xiàng)目合作伙伴高效合作的結(jié)果，每位合作伙伴都貢獻(xiàn)了各自不同的技能與經(jīng)驗(yàn)： EOS是工業(yè)3D打印領(lǐng)域的全球技術(shù)與品質(zhì)領(lǐng)導(dǎo)者。Premium AEROTEC公司是世界上*家為空客飛機(jī)提供批量3D打印結(jié)構(gòu)元件的制造商。目前為止，該公司一直使用鈦金屬粉末作為3D打印原材料，而“新一代增材制造”項(xiàng)目的目標(biāo)之一也是使鋁符合使用條件。汽車制造商戴姆勒公司對(duì)大規(guī)模批量生產(chǎn)有著全面的了解——如果試點(diǎn)工廠要用于大規(guī)模生產(chǎn)零件，這是一個(gè)重要方面。

“在這個(gè)項(xiàng)目中，我們已經(jīng)成功大幅降低單件產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，從而為大規(guī)模數(shù)字化3D打印工廠創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)前景。”Premium AEROTEC公司的首席執(zhí)行官Thomas Ehm博士說(shuō)道。

EOS首席技術(shù)官Tobias Abeln表示：“將增材制造流程集成到自動(dòng)化生產(chǎn)線上是我們的技術(shù)在批量生產(chǎn)場(chǎng)景中廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要里程碑。”

戴姆勒公司的未來(lái)技術(shù)研究部門負(fù)責(zé)人Jasmin Eichler表示：“3D打印作為一種擁有多功能性的附加制造方法，正逐漸在汽車行業(yè)站穩(wěn)腳跟。有了這次前期開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的合作，我們朝著在整個(gè)流程鏈中實(shí)現(xiàn)金屬3D打印成本效益邁出了重要的一步。該項(xiàng)目為未來(lái)在汽車批量生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)更大制造數(shù)量奠定了基礎(chǔ)——其可靠性、功能性、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性可與傳統(tǒng)生產(chǎn)的組件相媲美。”

展望未來(lái)

在接下來(lái)的幾個(gè)月中，該試點(diǎn)流程鏈將在法勒爾的科技中心做進(jìn)一步測(cè)試，部分設(shè)施將進(jìn)行審核。此外，生產(chǎn)數(shù)據(jù)將被收集并分析，用于整理處理次數(shù)、盈利能力以及成本優(yōu)化的*數(shù)據(jù)。由此，“新一代增材制造”項(xiàng)目正不斷接近其自身的目標(biāo)——批量生產(chǎn)高復(fù)合型鋁制零部件，尤其是在經(jīng)濟(jì)型的增材制造生產(chǎn)過(guò)程中。