全自動(dòng)化金屬3D打印生產(chǎn)工廠，試運(yùn)行2年使制造成本降低50%

2019年5月7日，南極熊從外媒獲悉，從2017年開(kāi)始演示自動(dòng)化3D打印生產(chǎn)線的NextGenam項(xiàng)目已經(jīng)完成了試點(diǎn)階段。Nextgenam是Premium Aerotec、EOS和戴姆勒之間的一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目，旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)字化增材制造生產(chǎn)工廠，該工廠可為汽車和航空航天部門經(jīng)濟(jì)高效地生產(chǎn)零部件。據(jù)估計(jì)，與其他3D打印系統(tǒng)相比，他們的生產(chǎn)線將使制造成本降低50%。

Premium Aerotec執(zhí)行董事會(huì)主席托馬斯·埃姆博士說(shuō)：“就飛機(jī)工業(yè)而言，Premium Aerotec如今已成為金屬3D打印領(lǐng)域的國(guó)際先驅(qū)。現(xiàn)在的目標(biāo)是在這一專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，并使其在其他領(lǐng)域也能發(fā)揮作用，因此，Nextgenam的成功是我們戰(zhàn)略的另一個(gè)重要組成部。”

Premium Aerotec是第一家為空客飛機(jī)提供3D打印鈦零件的零部件制造商，因此他們負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)程的管理。EOS為該項(xiàng)目提供了所有的設(shè)備和軟件；鋁合金（AlSi10mg）用于大多數(shù)試驗(yàn)和生產(chǎn)，在過(guò)去兩年的發(fā)展中，其強(qiáng)度和光潔度都有了顯著的提高。

整個(gè)生產(chǎn)線都是自動(dòng)化的。從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到與構(gòu)建平臺(tái)的最終部件分離，無(wú)需人工操作，構(gòu)建平臺(tái)由機(jī)器人鋸切斷。所有金屬粉末的裝卸、打印、熱處理和質(zhì)量保證都是完全自動(dòng)化的，配備了機(jī)器人和無(wú)人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)。整個(gè)生產(chǎn)線通過(guò)一個(gè)控制站運(yùn)行。

EOS的首席執(zhí)行官Adrian Keppler博士說(shuō)：“我們非常為我們與Premium Aerotec和戴姆勒的合作所取得的成就感到驕傲。Nextgenam項(xiàng)目為工業(yè)3D打印如何作為自動(dòng)化流程鏈的一部分，在批量生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)高效地使用提供了非常具體的演示。結(jié)合這里使用的數(shù)字化可能性，試點(diǎn)工廠代表著數(shù)字化制造過(guò)程中的一個(gè)里程碑。”

經(jīng)過(guò)戴姆勒的廣泛測(cè)試，工藝和零件都通過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的資格審查，系列零件的生產(chǎn)已經(jīng)開(kāi)始。一個(gè)例子是柴油卡車發(fā)動(dòng)機(jī)的鋁制支架。戴姆勒客車公司的3D打印能力中心目前正在評(píng)估首批用于客車的3D打印鋁替換件，并計(jì)劃為燃?xì)鈩?dòng)力和電動(dòng)汽車生產(chǎn)零部件。

戴姆勒公司（Daimler AG）未來(lái)技術(shù)主管Jasmin Eichler解釋了將AM引入汽車行業(yè)的愿望：“增材制造也適用于最小系列的新車（限量版）。針對(duì)3D打印的零件的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)意味著生產(chǎn)成本可以進(jìn)一步降低，質(zhì)量得到優(yōu)化。在汽車的先進(jìn)發(fā)展過(guò)程中，3D打印也有著特殊的意義。與傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝相比，使用增材制造生產(chǎn)所需的低數(shù)量產(chǎn)品通常更具成本效益，而且生產(chǎn)速度更快。”

產(chǎn)能將進(jìn)一步提升

集成質(zhì)量管理的連續(xù)3D數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)乖撋�產(chǎn)系統(tǒng)成為未來(lái)工業(yè)4.0基準(zhǔn)的首批案例之一。制造過(guò)程是完全可擴(kuò)展的：生產(chǎn)線可被輕松復(fù)制，以擴(kuò)大工廠的產(chǎn)能。隨著這一數(shù)字的上升，未來(lái)有望進(jìn)一步大幅節(jié)省開(kāi)支。如今，試點(diǎn)設(shè)備已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)零部件的自動(dòng)化生產(chǎn)并達(dá)到批量生產(chǎn)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

戴姆勒公司所需的零部件已經(jīng)由Premium AEROTEC新技術(shù)生產(chǎn)線所制造。例如，卡車部門已經(jīng)在使用Premium AEROTEC生產(chǎn)的卡車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)支架作為第一批更換用零件。

卡車及公共汽車的更換用零件

3D打印工藝在更換用零件領(lǐng)域非常有用。因?yàn)樵诠ぞ叱霈F(xiàn)問(wèn)題或針對(duì)一些不常使用的更換用零件時(shí)，相較于傳統(tǒng)的砂型或壓鑄工藝，3D打印可使零件的生產(chǎn)成本更低、效益更高。目前，戴姆勒客車的3D打印能力中心正在審查第一批3D打印鋁制客車替換部件的打印請(qǐng)求。客車領(lǐng)域的分析小組目前也在考慮適合該技術(shù)的潛在應(yīng)用可能。

小部件量產(chǎn)與促進(jìn)發(fā)展的機(jī)會(huì)

“增材制造也適用于新車（限量版）的最小批量生產(chǎn)。對(duì)3D打印專用零部件的系統(tǒng)化開(kāi)發(fā)，意味著生產(chǎn)成本可以進(jìn)一步降低，質(zhì)量也可不斷優(yōu)化。” 戴姆勒公司未來(lái)技術(shù)負(fù)責(zé)人Jasmin Eichler表示，“3D打印在汽車技術(shù)發(fā)展過(guò)程中也有特殊的意義。與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比，增材制造通常可以更經(jīng)濟(jì)、更快速地生產(chǎn)出所需數(shù)量較少的產(chǎn)品。”

3D打印同樣適用于內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車，如電動(dòng)汽車中安裝電池的冷卻線路集成基板。

以高產(chǎn)品質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)

試點(diǎn)工廠以高產(chǎn)品質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)：航空和航天部門也規(guī)定使用高強(qiáng)度鋁/鎂/鈧合金(也稱為Scalmalloy®)。

汽車行業(yè)經(jīng)常使用的經(jīng)典材料是鋁合金(AlSi10Mg)，其性能在試點(diǎn)項(xiàng)目中不斷提高。與兩年前合作開(kāi)始時(shí)相比，材料強(qiáng)度和完工質(zhì)量有了顯著提高。





Premium AEROTEC是世界上第一家為空客飛機(jī)生產(chǎn)提供鈦合金3D打印部件的零部件制造商。該公司是全球航空領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，其核心業(yè)務(wù)是開(kāi)發(fā)和制造由金屬和碳纖維復(fù)合材料制成的飛機(jī)結(jié)構(gòu)。該公司在德國(guó)的奧格斯堡、不來(lái)梅、諾登哈姆及法勒爾設(shè)有工廠。Premium AEROTEC在聯(lián)合項(xiàng)目中負(fù)責(zé)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。

EOS是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印的全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。成立于1989年，EOS為一家獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的公司，以先驅(qū)和創(chuàng)新者的身份，提供全面的增材制造解決方案。EOS包含系統(tǒng)、材料和工藝參數(shù)在內(nèi)的解決方案組合幫助客戶在產(chǎn)品質(zhì)量上建立決定性的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性生產(chǎn)，獲取長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益。在聯(lián)合項(xiàng)目中，EOS負(fù)責(zé)提供所有3D打印技術(shù)和相關(guān)軟件解決方案，以及連接和管理生產(chǎn)鏈的控制中心。

戴姆勒為該項(xiàng)目貢獻(xiàn)了大規(guī)模批量化生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)。在該項(xiàng)目中，戴姆勒的研究部門和高級(jí)開(kāi)發(fā)部門密切合作，合作范圍包括整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的零部件樣本、算法魯棒性和零部件數(shù)據(jù)的數(shù)字化。零部件樣本的測(cè)試以及為3D打印制作標(biāo)準(zhǔn)化的制造規(guī)范也由這家汽車制造商負(fù)責(zé)。另外，它還負(fù)責(zé)根據(jù)VDA 6.3中針對(duì)批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)控驗(yàn)證和認(rèn)證。