In che modo la stampa 3D in metallo e l'industria 4.0 possono svilupparsi in sinergia?

一, Lavorare insieme sulla tecnologia: un cambiamento da "produzione fisica" a "produzione digitale"
1. The Digital Twin: Colleging the Virtual and the Real World
Costruire un vero collegamento temporale - tra i mondi digitali e fisici è al centro dell'industria 4.0. Metal 3D Printing è uno strumento chiave per creare gemelli digitali perché è digitale. L'industria aerospaziale è un buon esempio. Il sistema gemello digitale può importare direttamente i dati di progettazione per i segmenti di cabina in lega di titanio stampati dalla Terza Accademia di Cina Aerospace Science and Industry Corporation utilizzando la tecnologia SLM (selezione laser fusione). Ciò consente al sistema di simulare i parametri delle prestazioni come la deformazione termica e la distribuzione dello stress dei materiali in ambienti difficili. Questo ciclo - chiuso di "Ottimizzazione della produzione di simulazione di progettazione" ha ridotto il tempo necessario per ricercare e sviluppare un certo modello di ugello del motore a razzo da 18 mesi usando metodi tradizionali a 4 mesi. Ha inoltre aumentato l'utilizzo del materiale del 40% e la resa del prodotto dal 75% al ​​98% utilizzando gemelli digitali per prevedere il rischio di crack.
2. Libreria di processi intelligenti: passare dall'essere basato sull'esperienza a basarsi sui dati
Quando si utilizza la stampa 3D in metallo, i parametri come l'alimentazione laser, la velocità di scansione e lo spessore dello strato hanno un impatto diretto su quanto funzionano bene le parti. Nei metodi tradizionali, gli ingegneri usano le loro conoscenze per realizzare ottimali di parametri, che è costosa e richiede molto tempo. A causa dell'industria 4.0, questo processo è ora più intelligente: l'attrezzatura Hanbang Laser HBD P400 ha una completa - in "Libreria del processo specifico per lo stampo per scarpe" che corrisponde automaticamente alla migliore combinazione di parametri di diverse trame complesse guardando decine di migliaia di dati di stampa. Ciò riduce la rugosità della parete laterale degli stampi per scarpe in lega di alluminio da RA12,5 μ m a RA3,2 μ m e si elimina dai difetti di collasso del bordo causato dal controllo della perdita di piscina di fusione nei metodi più vecchi. La stampa 3D in metallo è passata dall'essere "arte" a "scienza" grazie a questo metodo ottimizzazione basata sui big data.
2, Sinergia nella produzione: il cambiamento da "economie di scala" a "economie di portata"
1. Produzione distribuita: cambiare il modo in cui funziona la catena di approvvigionamento del mondo
L'idea di "produzione in rete" dall'industria 4.0 e le caratteristiche "Demoulding" della stampa 3D in metallo si sono unite per creare un nuovo modo di fare le cose. Nell'industria automobilistica, ad esempio, le catene di approvvigionamento tradizionali necessitano di parti da realizzare nelle fabbriche centrali e quindi inviate alle linee di assemblaggio globali attraverso la logistica. Ciò significa che i costi di inventario sono alti e i tempi di risposta sono lenti. Una volta che le aziende automobilistiche iniziano a utilizzare la stampa 3D in metallo, possono impostare piante intelligenti in hub regionali, ottenere dati di progettazione dal cloud e stampare sul sito -. Un esempio è un marchio di nuovi veicoli elettrici che utilizza l'equipaggiamento Platinum BLT - S800 per stampare i vassoi delle batterie in lega di alluminio in Europa, Nord America e Asia allo stesso tempo. Questo si chiama "Assemblaggio locale di stampa locale di design locale" e riduce i tempi di consegna da 12 settimane a 2 settimane e aumenta il fatturato dell'inventario del 300%.
2. Attraversare la linea tra produzione additiva e sottrattiva con produzione ibrida
La stampa 3D in metallo può creare strutture complicate, ma è ancora necessaria una lavorazione tradizionale per assicurarsi che la superficie sia liscia e le dimensioni rientrano tra le altre cose. Nell'industria 4.0, l'idea di "produzione integrata" ha portato alla crescita della tecnologia di produzione ibrida. Ad esempio, l'attrezzatura Lasertec 65 3 D rilasciata dalla società tedesca DMG Mori combina moduli additivi SLM e moduli sottrattivi di fresatura a cinque assi sulla stessa piattaforma, che possono finire automaticamente l'intero processo di "ispezione della fresatura di stampa". Usando una lama del motore dell'aereo come esempio, la macchina stampa prima uno vuoto con linee di raffreddamento al suo interno usando la produzione additiva. Utilizza quindi l'elaborazione sottrattiva per ridurre la rugosità superficiale da RA25 M a RA0,8 m. Ci vogliono solo 18 ore per elaborare tutto invece di 45 ore come prima, il che significa rifiuti del 60% in meno.
3, Collaborazione ecologica: come "l'isola tecnologica" è diventata "rete di valori"
1. Costruire una cultura di creatività aperta con la piattaforma cloud
La parte "interconnettività" dell'industria 4.0 richiede la stampa 3D in metallo dall'uso di una singola macchina a lavorare insieme nel cloud. Utilizzando la "rete cloud aerospaziale", il Centro di produzione additiva della Terza Accademia della Cina Aerospace Science and Industry Corporation ha collegato oltre 5.000 stampanti 3D in metallo in tutto il mondo, creando una rete di "Servizio di attrezzature per materiali di progettazione". Le aziende di tutte le dimensioni possono utilizzare la piattaforma per effettuare gli ordini per gli impianti medici in lega di titanio stampati e il sistema li abbinerà immediatamente ai migliori fornitori. I ricercatori possono pubblicare nuovi parametri di processo materiale in modo che le persone in tutto il mondo possano condividere e controllare. I produttori di attrezzature possono vedere come le loro macchine funzionano in tempo reale, prevedono problemi prima che si verifichino e inviano piani di manutenzione. Un'azienda che fa attrezzature ortopediche ha ridotto il tempo necessario per lanciare un nuovo prodotto da 24 mesi a 8 mesi grazie a questo ecosistema aperto. Ha anche tagliato il costo della ricerca e dello sviluppo del 45%.
2. Fare cose che durano: passare da "economia lineare" a una "economia circolare"
L'idea "Green Manufacturing" dell'industria 4.0 funziona bene con la stampa 3D in metallo perché consente "su - domanda di produzione." La produzione tradizionale sottrattiva deve fare molte parti standard in anticipo, il che spreca materiali e crea un backlog di inventario. La stampa 3D in metallo, d'altra parte, può ottenere la "produzione di inventario zero" stampando solo le parti necessarie dopo aver ricevuto un ordine. Ad esempio, in una società di macchinari per l'edilizia, il platino BLT - apparecchiature F400M stampato al 30% in meno di connettori di supporto idraulico grazie alla progettazione di ottimizzazione della topologia. Ciò significava che sono state utilizzate l'85% di materie prime in più, rispetto al 15% nella forgiatura tradizionale. Inoltre, le tecnologie per il riciclaggio e il riutilizzo della polvere di metallo, come il sistema di circolazione delle polveri completamente chiuso dell'HBD P400, hanno ridotto la quantità di spazzatura dal 30% al 5%, il che significa molto meno emissioni di carbonio.