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3D打印对使用增材制造进行生产的产业有何影响?

所属分类:行业新闻    发布时间: 2020-11-10    作者:admin
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3D打印进入到生产领域,必须要符合制造对产品质量一致性的严格眼球,这取决于四个支柱:可追溯性、可重复性、准确性和验证性。

关于可追溯性,零件上需要具有序列号可使制造商追溯零件的制造时间,装入零件的批次,并可以检查零件以及加工过程中涉及的参数。

关于可重复性,同样重要的是要有一个可重复的系统,如果不使用可重复的系统进行构建,那么就不确定在构建过程中所做的更改是什么,这意味着这个层面的3D打印仅仅在构建模型,而不是在生产零件。

在这方面,根据3D科学谷的市场观察,国际上,面向生产的需求,Velo3D开发了新的智能熔化粉末床金属增材制造系统。该系统从的设计目的是为了用于生产工作,从零件加工过程模拟开始,到生成加工策略,然后,通过各种过程控制,以确保在多个零件加工中保持质量的稳定性和一致性。确保提供机器运转正常,零件完整性和构建过程的可追溯性,Velo3D开发的Assure质量控制系统面临生产领域对于效率、质量一致性以及加工稳定性的需求,确保提供批量生产所需的零件质量。它可以检测过程异常,对其进行标记,并显示所需的纠正措施,从而避免重复出现错误。

国内,安世亚太新一代3D打印金属机DLM-280基于SLM技术(选区激光熔化技术)利用数字孪生和模拟仿真建立虚拟(数字化)打印系统,可模拟DLM-280真实样件生产过程,提前预判可能出现的问题,并对其进行优化。

关于准确性,意味着需要完整的工艺链(包括后处理工艺)以满足严格的公差。在更高的速度和更复杂的零件上,需要更好的过程控制来始终如一地生产高质量的零件,同时减少后处理或返工。

关于可验证性,使用增材制造进行生产的制造商必须能够验证构建参数。在这方面,根据3D科学谷的市场观察,国际上,Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门的“ IDEA-数字工程和增材制造的工业化”项目为了解决用于增材制造的部件的制造过程仍然非常耗时且昂贵的痛点,针对当前各个加工过程步骤在很大程度上彼此隔离并且涉及大量的人工干预。因此,将增材制造中的工艺步骤联系起来,具有节省时间和降低制造成本的巨大潜力。Fraunhofer IPT的“高性能加工”部门通过整个生产线的数字孪生体技术,通过过程仿真,目的将制造过程的产品成本以及开发和生产时间将减少约50%。.重要的是,通过有效地耦合硬件和软件激发过程巨大的潜力。

Fraunhofer IPT的努力是必要的,如果将产品投入汽车,航空航天,军事,矫正术,假肢的制造中时,用户必须能够验证自己的工作。如果不能的话,那就是在制作模型。

类似于Fraunhofer IPT的IDEA项目的努力不仅仅带来了可验证的制造过程,还提高了不同工艺之间的衔接与自动化能力,如果不考虑后续加工,3D打印完成的零件通常仍然经常无法交付给客户。由于效率低下,高度手动的后处理管理,因此容易产生在后处理步骤中堆积大量零件的现象,即使完成了后处理加工,通常会发生在质量检验站中等待检查的滞留,然后再获得批准并运送给客户。

大幅面3D打印持续成熟

大幅面3D打印作为制造大型零件的经济高效且灵活的解决方案而备受关注,国际上,BigRep是一家致力于开发大幅面塑料3D打印机的公司。大幅面3D打印使得3D打印适合制造的零件范围极大的扩宽了,通过提供本地生产能力解决按需制造的挑战。这意味着可以按需制造零件,并且交货时间可以从几周缩短到几天。

大幅面3D打印的显着进步,不仅仅体现在BigRep这样的公司上。在铸造领域体现得尤为明显,根据3D科学谷的市场观察,工业领域的高速大幅面3D打印设备与服务供应商voxeljet-维捷是面向工业制造的代表性企业,在voxeljet的高效大幅面3D打印系统的帮助下,用户可以提高从设计到制造的速度,为工业生产提供设计、3D打印、铸造、热处理、加工和检测等各个阶段的制造服务。

另一个典型的案例是美国橡树岭国家实验室(ORNL)的大幅面3D打印技术,在这方面ORNL曾与美国设备制造协会、国家流体协会等机构共同开发了全球首台3D打印挖掘机。挖掘机动臂长约2.1米,重量约为181千克,是由ORNL新开发的大型金属零件3D打印设备制造的,打印材料为低成本的金属,动臂在设计时已经为液压零件预留好内置的通道。