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3D打印自动化在汽车制造领域现今发展

3D打印自动化在汽车制造领域现今发展

  动化单元能够为航空航天和汽车制造业生产金属铝部件,并且成本效益超过目前的3D打印工艺。如今,戴姆勒公布了该项目两年来取得的进展,就整体生产流程而言,这条3D打印自动化单元与现有的独立3D打印系统相比,制造成本可降低多达50%。

3D打印自动化在汽车制造领域现今发展

进一步降低3D打印生产成本

全自动化的增材制造

  “新一代增材制造(NextGenAM)“项目中所打造的3D打印自动化单元是一条可扩展的增材制造生产链,完全采用自动化制造技术。也就是说,从3D打印零件数据准备,到粉末供应再到增材制造构建本身,包括组件与打印构建平台的分离、热处理、质量检测,整个增材制造过程中的任何阶段都不需要手动操作。

  自动化单元中集成的增材制造设备为EOS M 400-4,这是一款四激光器的选区激光熔化3D打印设备。自动化单元中的自动运输系统和机器人确保了零件在自动化单元的每个阶段的平稳移动。

  整个生产过程在没有操作人员的情况下通过中央自治控制站运行,机器设备之间的联网是系统的基础,当生产订单数据被发送到控制站之后,由控制站优先考虑各种制造请求,并将它们分配给3D打印设备。

  在构建过程中,管理人员还可以在移动设备上检索制造状态。完成整个生产流程后,产品质量报告将集中发送回控制站。生成数字双胞胎所需的所有数据都可以在这里被访问到,因此通过该自动化单元制造的产品具有可追溯性。

可扩展的生产能力

  新一代增材制造(NextGenAM)项目展示了如何在批量生产中高效使用工业3D打印技术,并将其作为自动化生产流程链的一部分。自动化单元中集成了质量管理的连续3D数据,这是符合未来工业4.0的基准。

  这条自动化单元是可扩展的,即通过简复制扩展工厂的增材制造生产能力。随着自动化单元的扩大,增材制造成本在未来将进一步下降。如今,这一自动化单元所制造的部件已经能够达到批量生产的质量标准。

  目前,戴姆勒汽车已经通过这条增材制造自动化单元生产汽车零件,首个通过该生自动化单元生产的是戴姆勒卡车柴油发动机的铝支架。这些3D打印支架是卡车的更换配件。3D打印技术在制造备品备件领域具有优势,与铸造工艺相比,在无需使用模具的情况下金属3D打印技术能够实现零件的直接制造,对于那些需求量小的零件,采用这种方式制造更具有成本效益。

  目前戴姆勒巴士的3D打印能力中心正在评估用3D打印配件替换传统配件的可行性。同时,戴姆勒乘用车分析团队,也在考虑合适的潜在3D打印应用。

  戴姆勒股份公司未来技术主管Jasmin Eichler,增材制造也适用于新车(限量版)的最小批量生产,专门针对3D打印零件开发的生产系统,可以进一步降低生产成本并优化质量。此外,3D打印在车辆的先进开发中也具有特别意义,与传统生产工艺相比,增材制造通常可以更低成本,更快地满足小批量生产需求。

  3D打印技术也同样适用于电动车零部件生产,特别是制造一些对于产品性能和轻量化有着更高要求的部件,例如生产电动车辆电池中带有冷却通道的基板。

高标准的产品质量

  高质量产品是这条试点3D打印自动化单元的标准配置,包括试用用于航空航天零行业的高强度铝/镁/钪合金(也称为Scalmalloy®)材料,还有一种适用于汽车行业的经典的铝合金(AlSi10Mg)。这些3D打印金属粉末材料的特性在试点项目过程中不断得到改善,与两年前合作开始时相比,材料强度和成品质量以及其他因素得到了改善。

与汽车制造的结合点

  目前,通过这条增材制造自动化单元所制造的零件以通过了质量检查,并且根据严格的行业标准VDA 6.3的要求进行审核准备。而通过行业标准的审核,是戴姆勒汽车对于合同制造商提供的批量生产零部件的先决条件之一。

  整个自动化增材制造生产链未来将被用于更大批量的零部件生产 ,并且具有与传统制造组件相当的可靠性、功能性,耐用性和经济效率。汽车制造商可以针对3D打印技术在制造复杂结构方面的优势,有针对性的优化零部件设计,降低复杂部件制造成本,提升零部件性能。3D打印在制造轻量化零部件方面的优势,对于电动车辆制造尤为重要。在制造配件方面,3D打印带来了节省仓储成本的优势,使得零件可以“按需”生产。数字化制造中集中可用的制造数据和3D打印技术,为实现配件的离散生产奠定基础。

(来源:3D科学谷)

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