這是一項將持續改變製造業的技術

這是一項將持續改變製造業的技術

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如果說第一次工業革命是蒸汽革命,那麼如今盛行的所謂「第四次工業革命」就是智能的革命。在這個階段,大批的企業已進入或正在尋求進入智能自動化生產模式,當我們展望製造業的未來時,不得不聯結上那些正在興起的新技術與新概念,增材製造就被認為是一項將持續改變製造業的技術。

圖1 廣義與狹義增材製造

增材製造及工業3D列印應用的範圍正在持續擴大。據權威機構預測,截止到2018年第三季度,其市場規模或將超過37億美元;到2025年第三季度,工業3D列印的市場規模或將超過157億美元。

圖2 金屬3D列印

就增材製造而言,其相關的生產和設計技術不斷迭代、進步,使得這項技術的性價比和效率不斷提升,造就了強勁的增長勢頭。在金屬和高分子材料工業3D列印領域,技術的領先者者無疑是EOS公司,除了在航天、醫療、工藝品上的應用,EOS在製造工業產品上的能力也正不斷增強,3D列印技術在自動化產線和汽車零部件製造中的應用已經有例可循。

EOS增材製造技術的典型應用

一、汽車零部件定製

當考量範圍不再局限於結構力學與輕量化結構時,增材製造對汽車工程的真正價值就能得到更有力的驗證。3D列印的功能整合——用最少的部件配置滿足最多的技術性能需求,及其帶來的附加值,將為汽車行業帶來可觀收益。

圖3 大眾開迪

由於汽車行業正在逐漸向電氣化方向發展,傳動器、制動器、熱處理以及空間和重量的減少對前端區域的設計都至關重要。此外,汽車的安全、性能和舒適度對結構設計與製造的相應要求也亟待解決。

圖4 增材製造的前端結構

大眾開迪汽車的製作中,就是由增材製造完成的前端結構設計與生產。列印前端時,使用了賀利氏(Heraeus)所開發的高強度鋁合金,開發完成合適的參數後EOS M 400設備進行列印,通過增材製造和創新材料的組合應用,成功展示了傳統製造方法所無法提供的功能集成的可能性。

https://www.zhihu.com/video/969897802034262016

視頻: 增材製造的大眾開迪前端結構

二、自動化的輕量機械手

廣泛的自動化是製造業實現成功的重要因素。但是,如果公司需要少量定製部件用於自己的生產過程該怎麼辦?德國的Theo Hillers GmbH 在尋找能夠夾持濾網的機械手方案時有兩種選擇:開發用於部件移除的帶鋁製機械手的全新線性處理裝置,或者在保留現有處理裝置的基礎上設計解決方案。出於成本因素,後者被視為首選方案。

與採用鋁製模塊化系統製造的夾持器不同,輕型機械手很少有實踐案例。EOS的增材製造技術提供了解決方案,設計人員能夠獲得最大限度的設計靈活性,以製造具有複雜幾何形狀的機械手。

圖5

使用EOS的技術製造內部風管的優勢在於不會對空氣軟管產生附加重量,且機械手更加整潔,從而降低複雜性。為了進一步減輕重量,真空吸盤的連接件還直接集成到機械手內,代替之前使用的黃銅轉接器,這使得更換吸盤成為一項十分簡單的任務。

圖6

試產時,使用EOS INT P390系統,傳入CAD數據後,機器就會使用激光通過塑料粉末逐層製造部件。吸取並清理多餘聚醯胺之後,裝配真空吸盤、氣源連接件、握爪以及必要的連接部件。完成的輕型機械手符合尺寸與重量方面嚴格的基本條件,極輕緊湊式的機械手,使供應商增加了生產過程的穩定性,從而大大補償生產成本。

至此我們會發現,3D列印技術並不是為了完全替代原有製造模式而生,它的特點在於小批量生產的靈活性和高度的可定製性。以此為出發點,將其作為與傳統製造互相結合,為企業帶來的是全新生產模式:既能大批量量產產品,亦可以應對輕量、輕型的特殊需求。

2018年,工業3D列印將繼續對某些行業造成顛覆,但程度有所不同。同樣,不同區域應用率也有所高低。相比航空航天、醫療健康等一些把控嚴格的行業已經利用工業3D列印量產著零部件甚至是核心零部件,汽車行業則稍顯落後。不過可以預見的是,從2018年起,汽車行業將開始趕超其他行業,通過3D列印技術來生產專業化零部件的優勢將會逐漸凸顯。

3D列印技術之熱如今愈演愈烈,夾具俠在4月21日即將舉行的"智能製造趨勢下的汽車零部件先進位造技術"線下主題論壇,也特別邀請到EOS公司出席並進行分享。在世界金屬3D列印領域處於領先地位的他們,帶來了現場授課和實際產品展示,如果你身處汽車零配件領域,想了解3D列印能做什麼,或者仍在觀望這項技術的發展,這次線下論壇都將是一次極佳的交流機會。

活動信息

名稱:「智能製造趨勢下的汽車零部件先進位造技術」主題論壇

時間:2018年4月21日

地點:杭州市西湖區金蓬街321號 UNI科創森林慶瑞樓

報名方式:「智能製造趨勢下的汽車零部件先進位造技術」主題論壇


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