雷尼紹推金屬3D打印工業(yè)4.0智能制造方案，未來工廠將是這樣

2019年4月17日，南極熊參觀了在北京的第十六屆中國國際機(jī)床展覽會 (CIMT2019)，發(fā)現(xiàn)英國雷尼紹推出了一套涉及金屬3D打印的““未來工廠”技術(shù)和智能化制程控制解決方案”。雷尼紹是一個精密工程和制造技術(shù)領(lǐng)域的跨國公司，專注研發(fā)為業(yè)界引入新科技全方位制程控制，為金屬加工和制造業(yè)轉(zhuǎn)型帶來新思維、新應(yīng)用。這套方案以金屬3D打印航空發(fā)動機(jī)葉片的各個生產(chǎn)階段為例，包括從金屬增材制造 (AM)（又稱“3D打印”）、傳統(tǒng)的CNC加工，其中涉及到的制程自動化、數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)、智能化制程控制等方面的方案。

△智能制造的工序流程


△新鮮出爐的金屬3D打印發(fā)動機(jī)葉片，一盤一次性可制造20個

雷尼紹RenAM 500Q增材制造系統(tǒng)上制造航空發(fā)動機(jī)葉片，其制程速度是單激光系統(tǒng)的4倍，有助于將金屬增材制造技術(shù)引入新行業(yè)，為之前缺乏經(jīng)濟(jì)效益的應(yīng)用增添使用動力；競爭優(yōu)勢在于提升每個零件生產(chǎn)效率的同時降低成本，而精度或質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)單激光系統(tǒng)相比絲毫不打折扣；核心技術(shù)是光學(xué)系統(tǒng)和控制軟件；激光光束通過四個通道進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行動態(tài)聚焦后被引入一個獨(dú)立的控溫振鏡底座。振鏡底座內(nèi)置四對數(shù)控掃描振鏡，可引導(dǎo)激光覆蓋粉末床的整個工作區(qū)域。

△雷尼紹RenAM 500Q，4激光金屬3D打印機(jī)，每個激光器功率為500W，加工速率高達(dá)150立方厘米/小時；配有自動化粉末和廢料處理系統(tǒng)，粉末和惰性保護(hù)氣體的處理效率提高，有助于實(shí)現(xiàn)工藝品質(zhì)的一致性，減少人機(jī)交互時間并確保高標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)安全性；同時配有InfiniAM Spectral 軟件提供加工過程的數(shù)據(jù)反饋，InfiniAM Central 軟件提供及時的觀察和分析，例如可以發(fā)現(xiàn)打印缺陷，及時阻止進(jìn)一步的打印損失。

△四束激光可以同時熔融金屬粉末，高效率生產(chǎn)


△實(shí)現(xiàn)智能金屬3D打印方案的四步曲：

• 設(shè)計(jì)-金屬3D打印復(fù)雜的零部件
• 校準(zhǔn)和優(yōu)化設(shè)備（確保精度、減少停機(jī)）
• 金屬加工的精密測量（機(jī)內(nèi)檢測、機(jī)內(nèi)檢測、閉環(huán)制程控制）
• 質(zhì)量控制（五軸CMM技術(shù)）
  

要想自動化智能生產(chǎn)，需要依靠下面這個步驟，機(jī)器校準(zhǔn)產(chǎn)品。雷尼紹全新的XK10激光校準(zhǔn)儀。XK10用于機(jī)器校準(zhǔn)與優(yōu)化，有助于客戶獲得數(shù)字化、可重復(fù)的制程能力。

△在機(jī)床上使用XK10測量垂直度

隨后，一只機(jī)械手將工件放入雷尼紹Equator™比對儀的測量空間內(nèi)。Equator比對儀通過在車間現(xiàn)場提供高重復(fù)性、無溫度要求、多用途并且可重新編程的比對測量方案，實(shí)現(xiàn)智能化制程控制。借助雷尼紹推出的智能化制程控制軟件，用戶可以通過任意一臺Equator比對儀直接對數(shù)控機(jī)床執(zhí)行自動制程控制和刀補(bǔ)修正。

△已經(jīng)3D打印好的金屬發(fā)動機(jī)葉片，機(jī)械手把葉片放入Equator比對儀的測量空間內(nèi)，進(jìn)行比對測量；通過軟件，智能化制程控制機(jī)床的刀路，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的制造。

最后，在序后控制上，可以在坐標(biāo)測量機(jī) (CMM) 上使用雷尼紹REVO®五軸測量系統(tǒng)測量工件。該系統(tǒng)可提供一個多類型傳感器平臺，能夠進(jìn)行高速接觸式掃描和非接觸式影像測量，可以看到雷尼紹的SFP2表面粗糙度檢測測頭。SFP2能夠提高REVO系統(tǒng)的表面粗糙度測量能力。通過將表面粗糙度測量和尺寸檢測功能完美整合到單一測量平臺上，REVO在測量時間、工件搬運(yùn)和投資回報方面將具有無可比擬的優(yōu)勢。


△3D打印葉片組裝成品測量


△雷尼紹中國區(qū)總裁Francesco Tivegna

雷尼紹中國區(qū)總裁Francesco Tivegna先生解釋說：“對于想要充分利用工業(yè)4.0優(yōu)勢的企業(yè)來說，智能化加工過程至關(guān)重要。CIMT為雷尼紹提供了一個平臺，我們可以借此展示雷尼紹如何幫助全球合作伙伴將高水平的自動化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)制程中，從而使他們快速獲得未來智能工廠具有的優(yōu)勢?！?br />
“要永葆競爭力，制造企業(yè)必須不斷追求降低加工誤差、提高加工重復(fù)性的目標(biāo)，要適應(yīng)客戶時刻變化的需求，還要致力提升工廠的自動化水平。雷尼紹應(yīng)用于整個工廠的全系列智能化制程控制解決方案，以及將這些智能解決方案應(yīng)用到復(fù)雜的實(shí)際制程中的豐富經(jīng)驗(yàn)，正可在這些領(lǐng)域?yàn)槿蚩蛻魩韺?shí)實(shí)在在的價值。”

△雷尼紹數(shù)控機(jī)床用機(jī)內(nèi)應(yīng)用程序和智能手機(jī)應(yīng)用程序，GoProbe工件測頭設(shè)定選項(xiàng)

在展會現(xiàn)場，南極熊充分領(lǐng)略了雷尼紹各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的精彩魅力 — 包括機(jī)內(nèi)測頭測量、對刀和Equator比對測量等等 。這些技術(shù)將可能大大提升工廠的自動化水平，讓制造企業(yè)當(dāng)下即可擁有滿足“未來工廠”要求的高效精密制造能力。


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