西門子助力綠色增材制造，生產(chǎn)成本降低73%,，碳足跡減少 82%

2022年11月16日,，南極熊獲悉，在今年的增材制造國(guó)際貿(mào)易展覽會(huì) Formnext 上,，西門子展示了其在可持續(xù)領(lǐng)域發(fā)展中的杰出成果,。該技術(shù)公司使用多個(gè)用例展示了如何減少資源、碳足跡和環(huán)境影響,。西門子通過(guò)全面地考察整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,，使用各種策略減少碳排放，設(shè)計(jì)一個(gè)環(huán)境友好的生產(chǎn)過(guò)程,。



可持續(xù)增材制造的夾持器解決方案



第一個(gè)例子是夾持器的制造,，西門子通過(guò)夾持器證明了優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)在綠色增材制造中發(fā)揮著的重要作用。

●西門子在用于汽車生產(chǎn)的搬運(yùn)機(jī)器人的夾持器解決方案中,，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)使得夾持器的總質(zhì)量減少 64%,，顯著減少了產(chǎn)品重量和所需材料。具體來(lái)說(shuō)就是借助“NX for AM”（西門子提供的一個(gè)無(wú)縫的數(shù)字流程鏈）,，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化找到最佳設(shè)計(jì),，然后使用 FEM 仿真對(duì)其進(jìn)行測(cè)試，最后再進(jìn)行打印,。

●此外利用“Teamcenter Product Cost Management”和“Product Carbon Footprint Calculator”功能可以提前優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和碳足跡,。

●該特定項(xiàng)目最初打算使用一個(gè)重量超過(guò)58公斤的夾具，由660多個(gè)零件組裝而成,。除了減輕重量外,，設(shè)計(jì)多自由度消除了裝配的復(fù)雜性，減少了 80% 的裝配時(shí)間,。

●與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和增材設(shè)計(jì)相比,，生產(chǎn)成本降低了 73%，碳足跡減少 82%,。

●此外,，重量的減輕又可以支持使用更小的機(jī)器人，每年可節(jié)省 54% 的能源,。

數(shù)字化制造減少能源消耗
可持續(xù)增材制造的第二個(gè)用例是與 GENERA 的合作,，GENERA 是全球領(lǐng)先的高度自動(dòng)化、基于光敏聚合物的增材制造技術(shù)供應(yīng)商,，他們使用了西門子 Advanta 的“增材制造數(shù)字工廠規(guī)劃工具箱”,。通過(guò)“數(shù)字孿生”，可以在不干擾正在運(yùn)行的系統(tǒng)的情況下,，對(duì) 3D 打印機(jī)在不同機(jī)器狀態(tài)下的能耗進(jìn)行精確,、透明的分析,。由于更高效的能源管理，根據(jù)打印機(jī)的利用率進(jìn)行計(jì)算,，每個(gè)生產(chǎn)的組件可以節(jié)省 25% 到 30% 的能源需求,。

環(huán)保材料
在第三個(gè)應(yīng)用中，西門子展示了在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的 3D 打印中使用的環(huán)保材料,，這種材料再理想情況下是完全可生物降解的,，為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)提供了巨大的潛力。作為歐盟 SeaBioComp 項(xiàng)目的一部分,，AM機(jī)器制造商 CEAD 和荷蘭復(fù)合材料專家 Poly Products 開發(fā)了 3D 打印的港口護(hù)舷,。港口護(hù)舷是船舶的緩沖區(qū)，可確保岸壁不會(huì)損壞停泊在港口的船舶外壁,。港口護(hù)舷通常由塑料制成,，這些材料會(huì)通過(guò)磨損等方式進(jìn)入海洋，成為對(duì)環(huán)境有害的微塑料,。



此次3D打印的亞麻護(hù)舷與傳統(tǒng)港口護(hù)舷一樣堅(jiān)固,，但碳足跡更小。亞麻是100%可生物降解的,。為了用亞麻生產(chǎn)擋泥板，Poly Products 依靠帶有西門子控制系統(tǒng)的 3D 打印機(jī),。他們將Sinumerik 840D sl （SINUMERIK 840D sl 被認(rèn)為是高級(jí) CNC 的標(biāo)準(zhǔn),，具有高CNC性能以及靈活性和開放性）安裝在 3 軸龍門機(jī)床中。這允許在復(fù)雜的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中實(shí)現(xiàn)所需的精度,，以實(shí)現(xiàn)正確的材料應(yīng)用并將組件銑削成最終輪廓,。

增材制造網(wǎng)絡(luò)AM Network 減少了碳足跡



增材制造標(biāo)著制造業(yè)正朝著“去中心化”的道路發(fā)展，可以將昂貴的實(shí)物庫(kù)存改變?yōu)閿?shù)字倉(cāng)庫(kù),，只有在需要時(shí)才在消費(fèi)點(diǎn)附近生產(chǎn)商品,。這提高了供應(yīng)鏈的彈性，降低了庫(kù)存成本,，并減少了運(yùn)輸過(guò)程中的二氧化碳排放量,。西門子增材制造數(shù)字解決方案允許組織將這些數(shù)字資產(chǎn)構(gòu)建、驗(yàn)證和認(rèn)證整合到一個(gè)“庫(kù)”中,。用戶只需單擊一個(gè)按鈕即可訂購(gòu),。西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)（AM Network）將這些制造請(qǐng)求傳送到最合適的生產(chǎn)地點(diǎn)，以最大限度地提高全球生產(chǎn)能力并確保設(shè)備的更高利用率,。避免了不必要的停機(jī)時(shí)間,，并且優(yōu)化了 3D 打印機(jī)預(yù)熱和冷卻所消耗的能量。