Hvordan kan metal 3D -udskrivning og industri 4.0 udvikle sig i synergi?

一, arbejder sammen om teknologi: en ændring fra "fysisk fremstilling" til "digital fremstilling"
1. den digitale tvilling: Tilslutning af den virtuelle og den virkelige verden
At opbygge en reel - tidsforbindelse mellem den digitale og fysiske verden er kernen i Industry 4.0. Metal 3D -udskrivning er et vigtigt værktøj til at lave digitale tvillinger, fordi det er digitalt. Luftfartsindustrien er et godt eksempel. Det digitale tvillingsystem kan direkte importere designdata til Titanium Alloy Cabin -segmenter, der er trykt af det tredje Academy of China Aerospace Science and Industry Corporation ved hjælp af SLM (selektiv lasermeltning) teknologi. Dette lader systemet simulere præstationsparametre som termisk deformation og stressfordeling af materialer i barske miljøer. Denne lukkede - loop af "Design Simulation Manufacturing Optimization" har skåret den tid, det tager at undersøge og udvikle en bestemt model af raketmotordyse fra 18 måneder ved hjælp af traditionelle metoder til 4 måneder. Det har også øget materialeudnyttelsen med 40% og produktudbyttet fra 75% til 98% ved at bruge digitale tvillinger til at forudsige revnrisiko.
2. Intelligent procesbibliotek: Flytter fra at være baseret på erfaring til at være baseret på data
Når du bruger metal 3D -udskrivning, har parametrene som laserkraft, scanningshastighed og lagtykkelse en direkte indflydelse på, hvor godt delene fungerer. I traditionelle metoder bruger ingeniører deres viden til at foretage parameteroptimeringer, som er dyre og tager lang tid. På grund af industri 4.0 er denne proces nu smartere: Hanbang Laser HBD P400 -udstyret har en bygget - i "skoformspecifik procesparameterbibliotek", der automatisk matcher den bedste parameterkombination af forskellige komplekse strukturer ved at se på titusinder af udskrivningsdata. Dette sænker sidevæggen ruhed af aluminiumslegeringsskoforme fra RA12,5 μ m til RA3,2 μ m og slipper af med kantkollaps defekter, der er forårsaget af kontrol af smeltetab i ældre metoder. Metal 3D -udskrivning er gået fra at være "kunst" til "videnskab" takket være denne metodeoptimering baseret på big data.
2, Synergy in Production: Ændringen fra "stordriftsfordele" til "økonomier af omfang"
1. Distribueret fremstilling: Ændring af den måde, verdens forsyningskæde fungerer på
Ideen om "netværksproduktion" fra industri 4.0 og "Demoulding" -funktionerne ved metal 3D -udskrivning er samlet for at skabe en ny måde at fremstille ting på. I bilindustrien har for eksempel traditionelle forsyningskæder brug for at blive lavet i centrale fabrikker og derefter sendt til globale samlebånd gennem logistik. Dette betyder, at lageromkostninger er høje, og responstider er langsomme. Når bilfirmaer begynder at bruge metal 3D -udskrivning, kan de oprette smarte planter i regionale knudepunkter, få designdata fra skyen og udskrive på- site. Et eksempel er et mærke af nye elektriske køretøjer, der bruger Platinum BLT - S800 udstyr til at udskrive aluminiumslegeringsbatteribakker i Europa, Nordamerika og Asien på samme tid. Dette kaldes "lokal design lokal udskrivning lokal samling", og det skærer leveringstiden fra 12 uger til 2 uger og øger lageromsætningen med 300%.
2. Bryder gennem linjen mellem additiv og subtraktiv fremstilling med hybridproduktion
Metal 3D -udskrivning kan gøre komplicerede strukturer, men traditionel bearbejdning er stadig nødvendig for at sikre, at overfladen er glat, og at dimensionerne er inden for grænser, blandt andet. I industrien 4.0 har ideen om "integreret produktion" ført til væksten af ​​hybridproduktionsteknologi. For eksempel kombinerer Lasertec 65 3 D -udstyr frigivet af det tyske firma DMG Mori SLM -additive moduler og fem akse fræsning af subtraktive moduler på den samme platform, som automatisk kan afslutte hele "udskrivningsfræsningskontrol" -processen. Ved hjælp af et flysmotorblad som eksempel udskriver maskinen først et tomt med kølelinjer inde i den ved hjælp af additivfremstilling. Den bruger derefter subtraktiv behandling til at reducere overfladefremheden fra RA25 m til RA0,8 m. Det tager kun 18 timer at behandle alt i stedet for 45 timer som det gjorde før, hvilket betyder 60% mindre affald.
3, Økologisk samarbejde: Hvordan "Technology Island" blev "Value Network"
1. Opbygning af en kultur med åben kreativitet med skyplatformen
Delen "Interconnectivity" del af Industry 4.0 tager metal 3D -udskrivning fra at bruge en enkelt maskine til at arbejde sammen i skyen. Ved hjælp af "Aerospace Cloud Network" har Additive Manufacturing Center of the Third Academy of China Aerospace Science and Industry Corporation knyttet mere end 5.000 Metal 3D -printere over hele verden og skabt et web af "Design Materials Equipment Service." Virksomheder i alle størrelser kan bruge platformen til at placere ordrer til trykt titaniumlegeringsmedicinske implantater, og systemet vil øjeblikkeligt matche dem med de bedste leverandører. Forskere kan sende nye materialeprocesparametre, så folk over hele verden kan dele og tjekke. Producenter af udstyr kan se, hvordan deres maskiner kører i realtid, forudsiger problemer, før de sker, og sender vedligeholdelsesplaner. En virksomhed, der fremstiller ortopædisk udstyr, har skåret den tid, det tager at lancere et nyt produkt fra 24 måneder til 8 måneder takket være dette åbne økosystem. Det har også reduceret omkostningerne ved forskning og udvikling med 45%.
2. Gør ting der sidst: Flytter fra en "lineær økonomi" til en "cirkulær økonomi"
Den "grønne fremstilling" -idee om industri 4.0 fungerer godt med metal 3D -udskrivning, fordi det giver mulighed for "på - efterspørgselsfremstilling." Traditionel subtraktiv fremstilling er nødt til at fremstille en masse standarddele forud for tiden, hvilket spilder materialer og skaber en lagerbeholdning. Metal 3D -udskrivning kan på den anden side opnå "nul lagerproduktion" ved kun at udskrive de dele, der er nødvendige efter at have modtaget en ordre. F.eks. På et bygningsmaskinerfirma trykt Platinum BLT - F400M -udstyret 30% færre hydrauliske supportstik takket være Topology Optimization Design. Dette betød, at der blev anvendt 85% mere råvarer sammenlignet med 15% i traditionel smedning. Teknologier til genanvendelse og genbrug af metalpulver, som HBD P400s fuldt lukkede pulvercirkulationssystem, har også skåret mængden af ​​affald fra 30% til 5%, hvilket betyder meget mindre kulstofemissioner.