全自動化金屬3D打印生產工廠，試運行2年使制造成本降低50%

2019年5月7日，南極熊從外媒獲悉，從2017年開始演示自動化3D打印生產線的NextGenam項目已經完成了試點階段。Nextgenam是Premium Aerotec、EOS和戴姆勒之間的一個聯(lián)合項目，旨在開發(fā)一個數(shù)字化增材制造生產工廠，該工廠可為汽車和航空航天部門經濟高效地生產零部件。據估計，與其他3D打印系統(tǒng)相比，他們的生產線將使制造成本降低50%。

Premium Aerotec執(zhí)行董事會主席托馬斯·埃姆博士說：“就飛機工業(yè)而言，Premium Aerotec如今已成為金屬3D打印領域的國際先驅?，F(xiàn)在的目標是在這一專業(yè)知識的基礎上進一步發(fā)展，并使其在其他領域也能發(fā)揮作用，因此，Nextgenam的成功是我們戰(zhàn)略的另一個重要組成部?！?/font>

Premium Aerotec是第一家為空客飛機提供3D打印鈦零件的零部件制造商，因此他們負責生產過程的管理。EOS為該項目提供了所有的設備和軟件；鋁合金（AlSi10mg）用于大多數(shù)試驗和生產，在過去兩年的發(fā)展中，其強度和光潔度都有了顯著的提高。

整個生產線都是自動化的。從數(shù)據準備到與構建平臺的最終部件分離，無需人工操作，構建平臺由機器人鋸切斷。所有金屬粉末的裝卸、打印、熱處理和質量保證都是完全自動化的，配備了機器人和無人駕駛運輸系統(tǒng)。整個生產線通過一個控制站運行。

EOS的首席執(zhí)行官Adrian Keppler博士說：“我們非常為我們與Premium Aerotec和戴姆勒的合作所取得的成就感到驕傲。Nextgenam項目為工業(yè)3D打印如何作為自動化流程鏈的一部分，在批量生產中經濟高效地使用提供了非常具體的演示。結合這里使用的數(shù)字化可能性，試點工廠代表著數(shù)字化制造過程中的一個里程碑?！?/font>

經過戴姆勒的廣泛測試，工藝和零件都通過了行業(yè)標準的資格審查，系列零件的生產已經開始。一個例子是柴油卡車發(fā)動機的鋁制支架。戴姆勒客車公司的3D打印能力中心目前正在評估首批用于客車的3D打印鋁替換件，并計劃為燃氣動力和電動汽車生產零部件。

戴姆勒公司（Daimler AG）未來技術主管Jasmin Eichler解釋了將AM引入汽車行業(yè)的愿望：“增材制造也適用于最小系列的新車（限量版）。針對3D打印的零件的系統(tǒng)開發(fā)意味著生產成本可以進一步降低，質量得到優(yōu)化。在汽車的先進發(fā)展過程中，3D打印也有著特殊的意義。與傳統(tǒng)的生產工藝相比，使用增材制造生產所需的低數(shù)量產品通常更具成本效益，而且生產速度更快?！?/font>

產能將進一步提升

集成質量管理的連續(xù)3D數(shù)據鏈使該生產系統(tǒng)成為未來工業(yè)4.0基準的首批案例之一。制造過程是完全可擴展的：生產線可被輕松復制，以擴大工廠的產能。隨著這一數(shù)字的上升，未來有望進一步大幅節(jié)省開支。如今，試點設備已經能夠實現(xiàn)零部件的自動化生產并達到批量生產的質量標準。

戴姆勒公司所需的零部件已經由Premium AEROTEC新技術生產線所制造。例如，卡車部門已經在使用Premium AEROTEC生產的卡車柴油發(fā)動機支架作為第一批更換用零件。

卡車及公共汽車的更換用零件

3D打印工藝在更換用零件領域非常有用。因為在工具出現(xiàn)問題或針對一些不常使用的更換用零件時，相較于傳統(tǒng)的砂型或壓鑄工藝，3D打印可使零件的生產成本更低、效益更高。目前，戴姆勒客車的3D打印能力中心正在審查第一批3D打印鋁制客車替換部件的打印請求?？蛙囶I域的分析小組目前也在考慮適合該技術的潛在應用可能。

小部件量產與促進發(fā)展的機會

“增材制造也適用于新車（限量版）的最小批量生產。對3D打印專用零部件的系統(tǒng)化開發(fā)，意味著生產成本可以進一步降低，質量也可不斷優(yōu)化?！?戴姆勒公司未來技術負責人Jasmin Eichler表示，“3D打印在汽車技術發(fā)展過程中也有特殊的意義。與傳統(tǒng)生產工藝相比，增材制造通?？梢愿洕?、更快速地生產出所需數(shù)量較少的產品。”

3D打印同樣適用于內燃機汽車和電動汽車，如電動汽車中安裝電池的冷卻線路集成基板。

以高產品質量為標準

試點工廠以高產品質量為標準：航空和航天部門也規(guī)定使用高強度鋁/鎂/鈧合金(也稱為Scalmalloy®)。

汽車行業(yè)經常使用的經典材料是鋁合金(AlSi10Mg)，其性能在試點項目中不斷提高。與兩年前合作開始時相比，材料強度和完工質量有了顯著提高。





Premium AEROTEC是世界上第一家為空客飛機生產提供鈦合金3D打印部件的零部件制造商。該公司是全球航空領域的領導者，其核心業(yè)務是開發(fā)和制造由金屬和碳纖維復合材料制成的飛機結構。該公司在德國的奧格斯堡、不來梅、諾登哈姆及法勒爾設有工廠。Premium AEROTEC在聯(lián)合項目中負責整個生產過程。

EOS是金屬和高分子材料工業(yè)3D打印的全球技術領導者。成立于1989年，EOS為一家獨立運營的公司，以先驅和創(chuàng)新者的身份，提供全面的增材制造解決方案。EOS包含系統(tǒng)、材料和工藝參數(shù)在內的解決方案組合幫助客戶在產品質量上建立決定性的競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)可持續(xù)性生產，獲取長期經濟效益。在聯(lián)合項目中，EOS負責提供所有3D打印技術和相關軟件解決方案，以及連接和管理生產鏈的控制中心。

戴姆勒為該項目貢獻了大規(guī)模批量化生產的經驗。在該項目中，戴姆勒的研究部門和高級開發(fā)部門密切合作，合作范圍包括整個生產過程的零部件樣本、算法魯棒性和零部件數(shù)據的數(shù)字化。零部件樣本的測試以及為3D打印制作標準化的制造規(guī)范也由這家汽車制造商負責。另外，它還負責根據VDA 6.3中針對批量生產的標準進行監(jiān)控驗證和認證。