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3D打印對使用增材制造進行生產的產業有何影響?

所屬分類:行業新聞    發布時間: 2020-11-10    作者:admin
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3D打印進入到生產領域,必須要符合制造對產品質量一致性的嚴格眼球,這取決于四個支柱:可追溯性、可重復性、準確性和驗證性。

關于可追溯性,零件上需要具有序列號可使制造商追溯零件的制造時間,裝入零件的批次,并可以檢查零件以及加工過程中涉及的參數。

關于可重復性,同樣重要的是要有一個可重復的系統,如果不使用可重復的系統進行構建,那么就不確定在構建過程中所做的更改是什么,這意味著這個層面的3D打印僅僅在構建模型,而不是在生產零件。

在這方面,根據3D科學谷的市場觀察,國際上,面向生產的需求,Velo3D開發了新的智能熔化粉末床金屬增材制造系統。該系統從的設計目的是為了用于生產工作,從零件加工過程模擬開始,到生成加工策略,然后,通過各種過程控制,以確保在多個零件加工中保持質量的穩定性和一致性。確保提供機器運轉正常,零件完整性和構建過程的可追溯性,Velo3D開發的Assure質量控制系統面臨生產領域對于效率、質量一致性以及加工穩定性的需求,確保提供批量生產所需的零件質量。它可以檢測過程異常,對其進行標記,并顯示所需的糾正措施,從而避免重復出現錯誤。

國內,安世亞太新一代3D打印金屬機DLM-280基于SLM技術(選區激光熔化技術)利用數字孿生和模擬仿真建立虛擬(數字化)打印系統,可模擬DLM-280真實樣件生產過程,提前預判可能出現的問題,并對其進行優化。

關于準確性,意味著需要完整的工藝鏈(包括后處理工藝)以滿足嚴格的公差。在更高的速度和更復雜的零件上,需要更好的過程控制來始終如一地生產高質量的零件,同時減少后處理或返工。

關于可驗證性,使用增材制造進行生產的制造商必須能夠驗證構建參數。在這方面,根據3D科學谷的市場觀察,國際上,Fraunhofer IPT的“高性能加工”部門的“ IDEA-數字工程和增材制造的工業化”項目為了解決用于增材制造的部件的制造過程仍然非常耗時且昂貴的痛點,針對當前各個加工過程步驟在很大程度上彼此隔離并且涉及大量的人工干預。因此,將增材制造中的工藝步驟聯系起來,具有節省時間和降低制造成本的巨大潛力。Fraunhofer IPT的“高性能加工”部門通過整個生產線的數字孿生體技術,通過過程仿真,目的將制造過程的產品成本以及開發和生產時間將減少約50%。.重要的是,通過有效地耦合硬件和軟件激發過程巨大的潛力。

Fraunhofer IPT的努力是必要的,如果將產品投入汽車,航空航天,軍事,矯正術,假肢的制造中時,用戶必須能夠驗證自己的工作。如果不能的話,那就是在制作模型。

類似于Fraunhofer IPT的IDEA項目的努力不僅僅帶來了可驗證的制造過程,還提高了不同工藝之間的銜接與自動化能力,如果不考慮后續加工,3D打印完成的零件通常仍然經常無法交付給客戶。由于效率低下,高度手動的后處理管理,因此容易產生在后處理步驟中堆積大量零件的現象,即使完成了后處理加工,通常會發生在質量檢驗站中等待檢查的滯留,然后再獲得批準并運送給客戶。

大幅面3D打印持續成熟

大幅面3D打印作為制造大型零件的經濟高效且靈活的解決方案而備受關注,國際上,BigRep是一家致力于開發大幅面塑料3D打印機的公司。大幅面3D打印使得3D打印適合制造的零件范圍極大的擴寬了,通過提供本地生產能力解決按需制造的挑戰。這意味著可以按需制造零件,并且交貨時間可以從幾周縮短到幾天。

大幅面3D打印的顯著進步,不僅僅體現在BigRep這樣的公司上。在鑄造領域體現得尤為明顯,根據3D科學谷的市場觀察,工業領域的高速大幅面3D打印設備與服務供應商voxeljet-維捷是面向工業制造的代表性企業,在voxeljet的高效大幅面3D打印系統的幫助下,用戶可以提高從設計到制造的速度,為工業生產提供設計、3D打印、鑄造、熱處理、加工和檢測等各個階段的制造服務。

另一個典型的案例是美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的大幅面3D打印技術,在這方面ORNL曾與美國設備制造協會、國家流體協會等機構共同開發了全球首臺3D打印挖掘機。挖掘機動臂長約2.1米,重量約為181千克,是由ORNL新開發的大型金屬零件3D打印設備制造的,打印材料為低成本的金屬,動臂在設計時已經為液壓零件預留好內置的通道。



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