全自動3D打印工廠在智能制造下能“美夢成真”？
2016-1-15 來源：3D科學(xué)谷 作者：
你對智能制造有何遐想?年輕的3D打印產(chǎn)業(yè)正期待著一個完全自動化的工廠，進(jìn)行生產(chǎn)的不只是一個產(chǎn)品，而是幾百個，甚至上千個的數(shù)字串行制造模式。
“我們回過頭來看增材制造，其發(fā)展趨勢就像電視，從原來黑白相間，連人影都看得默默糊糊的小“盒子”，再到彩色電視，再到現(xiàn)在的超薄大屏幕的數(shù)字電視，其發(fā)展中脫胎換骨的感覺讓人無法將這一技術(shù)定格在電視曾經(jīng)的模樣。
雖然與塑料的3D打印以及其他方式的金屬3D打印不同，粉末床激光融化技術(shù)走向自動化串行生產(chǎn)還需要克服很多障礙，如如何自動清理未融化的金屬粉末，如何將工件從基臺上切割下來，如何去支撐結(jié)構(gòu)，如何進(jìn)行下一步的數(shù)控銑削等等，然而三大跡象表明全自動3D打印工廠是現(xiàn)實的。”
粉末床激光融化-呼喚自動化時代到來
金屬3D打印尤其是粉末床激光融化3D打印對于大多數(shù)人來說還是個新事物，隨著基于金屬粉末床增材制造技術(shù)取得的快速進(jìn)展，包括構(gòu)建尺寸，構(gòu)建速度，工藝配置和質(zhì)量保證等。ConceptLaser于2015年底就提出了”明天工廠”的概念，這一概念包含了三個重要方面：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集成到生產(chǎn)環(huán)境和自動化的過程。
這預(yù)示著年輕的3D打印產(chǎn)業(yè)正期待著一個完全自動化的工廠，進(jìn)行生產(chǎn)的不只是一個產(chǎn)品，而是幾百個，甚至上千個的數(shù)字串行制造模式。而2016年空客將開始A320飛機(jī)上的大尺寸的“仿生”機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)-Scalmalloy零件的串行生產(chǎn)，確認(rèn)了全自動3D打印工廠不是想象，而是很快就走進(jìn)現(xiàn)實。
模塊化的設(shè)計理念
ConceptLaser靈活的機(jī)器裝載以及空間分離、安裝和拆卸程序是其“明天工廠”的模塊概念一大特征，完全自動化的系統(tǒng)，連續(xù)生產(chǎn)的零件。通過外部的機(jī)械或手動控制系統(tǒng)來完成過程之間的銜接，機(jī)器的不同組件從設(shè)計的時候就預(yù)留了自動化接口。
另外一家公司，AdditiveIndustriesSystem是其加工過程中就集成了高度的自動化，包括粉料管理、零件清洗、平臺清除、存儲等過程，都是發(fā)生在機(jī)器內(nèi)部的。不管是化整為零，還是高度集成，這兩種方法都為增材制造走向智能化生產(chǎn)提高了模塊化的基礎(chǔ)。
虛擬制造軟件
數(shù)字工廠即將到來的第二個跡象是，更精確的虛擬工廠制造模擬軟件成為可能。增材制造靈活性很高，但并不是沒有限制。拿Autodesk的創(chuàng)成式設(shè)計軟件Within來說，這樣的軟件生成的產(chǎn)品只能通過增材制造尤其是粉末床激光融化技術(shù)來制造，而仿真模擬優(yōu)化軟件更進(jìn)一步保證了這樣的設(shè)計作品能夠通過增材制造來完成的。
3DSim軟件提供了前所未有的透視金屬3D打印工藝過程的解決方案，專為增材制造而生的美國3DSim的exaSIM仿真軟件基本上創(chuàng)造了多物理參數(shù)multi-physics，多層次multi-scale的高通量3D打印仿真方案，提供包括優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)、零件結(jié)構(gòu)分布、零件方向以及變形補償?shù)慕鉀Q方案，提高增材制造速度，精度。
另外還有GeonX的虛擬工廠，為軟件設(shè)計工程師分析過程參數(shù)的影響，更經(jīng)濟(jì)的評估假設(shè)的情景。以及Materialise，Netfabb，PolygoNIca的軟件都為三維建模到增材制造的無縫銜接提供了保障。
3D打印數(shù)字工廠是真實的
數(shù)字工廠即將到來的第三個也是最后一個跡象是大型企業(yè)已經(jīng)在行動。除了空客2016年的計劃，GEAvio航空在意大利的已經(jīng)購買了10臺Arcam的EBM電子束融化技術(shù)設(shè)備和EOS的DMLS激光融化技術(shù)設(shè)備，以及金屬粉末霧化單元和全自動化的集成系統(tǒng)來進(jìn)行自動化生產(chǎn)。
現(xiàn)在，越來越多的數(shù)字工廠出現(xiàn)了，包括一家位于德國的被稱為仿生生產(chǎn)BionicProduction的工廠，通過SLMSolutions，Conceptlaser和EOS的設(shè)備進(jìn)行自動化生產(chǎn)。
而在中國，西安鉑力特亦與仿真軟件Altair，3D打印軟件Materialise強強聯(lián)合，使金屬3D打印流程更簡化、操作更便捷、過程可控性更高。(來源：3D科學(xué)谷)
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