Kuidas saavad metalli 3D -printimine ja tööstus 4.0 areneda sünergias?

一, koos tehnoloogiaga töötamine: muutus "füüsilisest tootmisest" "digitaalseks tootmiseks"
1. digitaalne kaksik: virtuaalse ja reaalse maailma ühendamine
Reaalse - ajavahelise lingi ehitamine digitaalse ja füüsiliste maailmade vahel on tööstuse 4.0 keskmes. Metal 3D -printimine on digitaalsete kaksikute valmistamiseks võtmevahend, kuna see on digitaalne. Lennunduse tööstus on hea näide. Digitaalne kaksiksüsteem saab otseselt importida titaansulami salongisegmentide projekteerimisandmeid, mille on trükitud Hiina Kolmanda akadeemia kosmoseteaduse ja tööstuse korporatsiooniga, kasutades SLM -i (selektiivse lasersulamise) tehnoloogiat. See võimaldab süsteemil simuleerida jõudlusparameetreid nagu termiline deformatsioon ja materjalide stressi jaotus karmides keskkondades. See suletud - ahela "disainisimulatsioonide tootmise optimeerimine" on vähendanud aega, mis kulub uurimistööks ja väljatöötamiseks raketimootori düüsi teatud mudeliga 18 kuu jooksul, kasutades traditsioonilisi meetodeid 4 kuuni. Samuti on see suurendanud materjali kasutamist 40% ja toote saagis 75% -lt 98% -ni, kasutades pragude riski ennustamiseks digitaalseid kaksikuid.
2. intelligentne protsessikogu: liikumine kogemuselt andmete põhjal olemisest
Kui kasutate metallist 3D -printimist, mõjutavad parameetrid nagu laservõimsus, skaneerimise kiirus ja kihi paksus otsene mõju osade toimimisele. Traditsiooniliste meetodite puhul kasutavad insenerid oma teadmisi parameetrite optimeerimiseks, mis on kallis ja võtab kaua aega. Tööstuse 4.0 tõttu on see protsess nüüd nutikam: Hanbang Laser HBD P400 seadmel on ehitatud - jaotises "Kingavormi spetsiifiline protsess parameetrite teek", mis vastab automaatselt erinevate keerukate tekstuuride parimale parameetrile, vaadates kümneid tuhandeid trükiandmeid. See alandab alumiiniumsulami kingavormide külgseina karedust vahemikus RA12,5 μm kuni RA3,2 μm ja vabaneb serva kokkuvarisemise defektidest, mis on põhjustatud sulade basseini kadude kontrollist vanemates meetodites. Metalli 3D -printimine on tänu sellele meetodi optimeerimisele põhinevatele suurandmetele mõeldud optimeerimisele "kunst".
2, sünergia tootmises: muutus "skaala majandusest" "ulatuse majanduseks"
1. hajutatud tootmine: maailma tarneahela toimimisviisi muutmine
Idee tööstuse 4.0 võrku ühendatud tootmiseks ja metalli 3D -printimise "demouldmise" omadused on kokku tulnud, et luua uus viis asjade valmistamiseks. Näiteks autotööstuses vajavad traditsioonilised tarneahelad kesksetes tehastes valmistatavaid osasid ja seejärel logistika kaudu globaalsesse monteerimisliinidesse saata. See tähendab, et varude kulud on kõrged ja reageerimise ajad aeglased. Kui autoettevõtted hakkavad kasutama metallist 3D -printimist, saavad nad nutikate taimed seadistada piirkondlikes sõlmpunktides, hankida pilvest kujundusandmeid ja printida saidil -. Üks näide on uute elektrisõidukite bränd, mis kasutab plaatina BLT - S800 seadmeid alumiiniumsulami akude kandikute printimiseks Euroopas, Põhja -Ameerikas ja Aasias korraga. Seda nimetatakse "kohaliku disaini kohaliku trükise kohaliku assamblee" ja see vähendab tarneaega 12 nädalalt 2 nädalani ja suurendab varude käivet 300%.
2. Läbi piiri lisaainete ja subtraktiivse tootmise vahel hübriidtootmisega
Metallist 3D -printimine võib teha keerulisi struktuure, kuid traditsiooniline töötlemine on endiselt vajalik, et veenduda, et pind on sile ja mõõtmed on muu hulgas piirides. Tööstuses 4.0 on "integreeritud tootmise" idee viinud hübriidtehnoloogia kasvuni. Näiteks ühendab Saksamaa ettevõtte DMG MORI välja antud LaSertec 65 3 D seadmed SLM -i lisamoodulid ja viis telje jahvatamise lahutavat moodulit samal platvormil, mis võib automaatselt lõpule viia kogu "printimise jahvatamise kontrolli" protsessi. Kasutades näitena lennukimootori tera, prindib masin esmalt tühja jahutusjoonega selle sees, kasutades lisatootmist. Seejärel kasutab see subtraktiivset töötlemist, et vähendada pinna karedust RA25 m -lt RA0,8 m -ni. Kõigi töötlemiseks 45 tunni asemel kulub ainult 18 tundi, mis tähendab, et 60% vähem raiskamist.
3, Ökoloogiline koostöö: kuidas "tehnoloogiasaare" sai "Väärtusvõrgustik"
1. Pilveplatvormiga avatud loovuse kultuuri ülesehitamine
Tööstuse 4.0 osa "omavaheline ühendusvõime" võtab metalli 3D -printimise ühe masina kasutamisest pilves koos töötamiseni. Kasutades "kosmosepilvevõrku", on Hiina Kolmanda Aerospace Science and Industry Corporation Aditiivne tootmiskeskus ühendanud enam kui 5000 metalli 3D -printerit kogu maailmas, luues veebi "disainimaterjalide seadmete teenuse" veebi. Igas suuruses ettevõtted saavad platvormi kasutada trükitud titaansulami meditsiiniliste implantaatide tellimuste esitamiseks ja süsteem sobib neile kohe parimate tarnijatega. Teadlased saavad postitada uusi materiaalse protsessi parameetreid, et inimesed kogu maailmas saaksid jagada ja kontrollida. Seadmete tootjad näevad, kuidas nende masinad töötavad reaalajas, ennustavad probleeme enne nende tekkimist, ja saadavad hooldusplaanid. Ortopeedilisi seadmeid valmistav ettevõte on vähendanud uue toote käivitamiseks kuluvat aega 24 kuust 8 kuuni tänu sellele avatud ökosüsteemile. Samuti on see vähendanud teadus- ja arendustegevuse kulusid 45%.
2.
Tööstuse 4.0 "roheline tootmise" idee töötab hästi metalli 3D -printimisega, kuna see võimaldab "on - nõudlus tootmisel". Traditsiooniline subtraktiivne tootmine peab valmistama enne tähtaega palju standardseid osi, mis raiskab materjale ja loob varude mahajäämuse. Metalli 3D -printimine seevastu võib saavutada "nullvarude tootmise", printides ainult need osad, mis on vajalikud pärast tellimuse saamist. Näiteks ühes ehitusmasinate ettevõttes trükiti Platinum BLT - F400M -seadmed tänu topoloogia optimeerimise kujundamisele 30% vähem hüdraulilisi tugipistikke. See tähendas, et traditsioonilise sepistamise korral kasutati 85% rohkem toorainet, võrreldes 15% -ga. Samuti on metallipulbri ringlussevõtu ja taaskasutamise tehnoloogiad, nagu HBD P400 täielikult suletud pulbrisirkulatsioonisüsteem, vähendanud prügikasti kogust 30% -lt 5% -ni, mis tähendab palju vähem süsinikuheidet.