Como a Metal 3D Printing and Industry 4.0 pode se desenvolver em sinergia?

一, trabalhando juntos em tecnologia: uma mudança de "fabricação física" para "fabricação digital"
1. O gêmeo digital: conectando o mundo virtual e real
Construir um link de tempo real - entre os mundos digitais e físicos está no coração da indústria 4.0. A Metal 3D Printing é uma ferramenta -chave para fazer gêmeos digitais porque é digital. A indústria aeroespacial é um bom exemplo. O sistema gêmeo digital pode importar diretamente os dados de design para segmentos de cabine de liga de titânio impressos pela terceira empresa de ciências e indústrias da China aeroespacial usando a tecnologia SLM (fusão a laser seletiva). Isso permite que o sistema simule parâmetros de desempenho, como deformação térmica e distribuição de tensão de materiais em ambientes severos. Isso fechou - loop of "Design Simulation Manufacturing Otimization" reduziu o tempo necessário para pesquisar e desenvolver um determinado modelo de bico de motores de foguete de 18 meses usando métodos tradicionais para 4 meses. Também aumentou a utilização do material em 40% e o rendimento do produto de 75% para 98% usando gêmeos digitais para prever o risco de crack.
2. Biblioteca de processos inteligentes: Passando de ser baseado na experiência para ser baseado em dados
Quando você usa a impressão 3D de metal, os parâmetros como energia a laser, velocidade de varredura e espessura da camada têm um impacto direto no desempenho das peças. Nos métodos tradicionais, os engenheiros usam seus conhecimentos para fazer otimizações de parâmetros, o que é caro e leva muito tempo. Devido à indústria 4.0, esse processo agora é mais inteligente: o equipamento Hanbang Laser HBD P400 possui um -} em "Biblioteca de parâmetros de processo específica do molde do molde" que corresponde automaticamente à melhor combinação de parâmetros de texturas complexas diferentes, observando dezenas de milhares de dados de impressão. Isso diminui a rugosidade da parede lateral dos moldes de calçados de liga de alumínio de Ra12,5 μm para RA3,2 μm e se livram de defeitos de colapso da borda causados ​​pelo controle de perda de piscina por fusão nos métodos mais antigos. A impressão 3D do Metal passou de "arte" para "ciência", graças a essa otimização de métodos com base no big data.
2, Sinergia na produção: a mudança de "Economies of Scale" para "Economies of Scope"
1. Fabricação distribuída: mudando a maneira como a cadeia de suprimentos do mundo funciona
A idéia de "produção em rede" da indústria 4.0 e os recursos "Demoulding" da impressão 3D de metal se uniram para criar uma nova maneira de fazer as coisas. Na indústria automobilística, por exemplo, as cadeias de suprimentos tradicionais precisam de peças a serem feitas nas fábricas centrais e depois enviadas para as linhas de montagem global através da logística. Isso significa que os custos de inventário são altos e os tempos de resposta são lentos. Depois que as empresas de automóveis começarem a usar a impressão 3D do Metal, elas podem configurar plantas inteligentes em hubs regionais, obter dados de design da nuvem e imprimir no site -. Um exemplo é uma marca de novos veículos elétricos que usa o equipamento Platinum BLT - S800 para imprimir bandejas de bateria de liga de alumínio na Europa, América do Norte e Ásia, tudo ao mesmo tempo. Isso é chamado de "design local de impressão local de impressão local" e reduz o tempo de entrega de 12 semanas para 2 semanas e aumenta em 300%.
2. Partindo da linha entre aditivo e fabricação subtrativa com fabricação híbrida
A impressão 3D de metal pode fazer estruturas complicadas, mas a usinagem tradicional ainda é necessária para garantir que a superfície seja suave e as dimensões estejam dentro dos limites, entre outras coisas. Na indústria 4.0, a idéia de "produção integrada" levou ao crescimento da tecnologia de fabricação híbrida. Por exemplo, o equipamento LASERTEC 65 3 D lançado pela empresa alemã DMG Mori combina módulos aditivos SLM e cinco módulos subtrativos de moagem de eixos na mesma plataforma, que podem finalizar automaticamente todo o processo de "inspeção de moagem de impressão". Usando uma lâmina do motor de avião como exemplo, a máquina imprime primeiro um espaço em branco com linhas de resfriamento dentro dela usando fabricação aditiva. Em seguida, ele usa o processamento subtrativo para reduzir a rugosidade da superfície de RA25 M a RA0.8 m. Demora apenas 18 horas para processar tudo em vez de 45 horas como antes, o que significa 60% menos desperdício.
3, colaboração ecológica: como "Technology Island" se tornou "Rede de Valor"
1. Construindo uma cultura de criatividade aberta com a plataforma em nuvem
A parte "interconectividade" da indústria 4.0 leva a impressão 3D metal do uso de uma única máquina para trabalhar juntos na nuvem. Usando a "Rede Aeroespacial Cloud", o centro de fabricação aditivo da terceira academia da China Aerospace Science and Industry Corporation vinculou mais de 5.000 impressoras 3D metal em todo o mundo, criando uma rede de "serviço de equipamentos de design de materiais". Empresas de todos os tamanhos podem usar a plataforma para fazer pedidos para implantes médicos de liga de titânio impressos, e o sistema os combinará instantaneamente com os melhores fornecedores. Os pesquisadores podem publicar novos parâmetros de processo de material para que as pessoas em todo o mundo possam compartilhar e verificar. Os fabricantes de equipamentos podem ver como suas máquinas estão funcionando em tempo real, prevêem problemas antes de acontecer e enviar planos de manutenção. Uma empresa que produz equipamentos ortopédicos reduziu o tempo necessário para lançar um novo produto de 24 meses a 8 meses, graças a este ecossistema aberto. Também reduziu o custo de pesquisa e desenvolvimento em 45%.
2. Tornar as coisas que durarem: passando de uma "economia linear" para uma "economia circular"
A idéia da "fabricação verde" da indústria 4.0 funciona bem com a impressão 3D de metal porque permite "em - exige manufatura". A fabricação subtrativa tradicional precisa fazer muitas peças padrão antes do tempo, o que desperdiça materiais e cria um backlog de inventário. A impressão 3D de metal, por outro lado, pode atingir a "produção zero de inventário" imprimindo apenas as peças necessárias após o recebimento de um pedido. Por exemplo, em uma empresa de máquinas de construção, o equipamento Platinum BLT - F400M Impresso 30% menos conectores de suporte hidráulico, graças ao design de otimização da topologia. Isso significava que 85% mais matérias -primas foram utilizadas, em comparação com 15% em forjamento tradicional. Além disso, as tecnologias para reciclagem e reutilização de pó de metal, como o sistema de circulação em pó totalmente fechado do HBD P400, cortaram a quantidade de lixo de 30% para 5%, o que significa muito menos emissões de carbono.