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增材制造工厂会是什么样子?

经过莱斯利Langnau|2015年11月18日

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许多供应商和用户都有一个愿景添加剂制造成为“明日工厂”。这些幻象并不都一样。但在某个时刻,增材制造(AM)将很快成为工厂的一个关键特征。这种趋势已经在发展,许多主要的供应商建立AM设施,在那里你可以发送你的零件报价,然后建造。

11月16日在法兰克福举行的formnext展览上,概念激光器展示了其未来工厂概念的新机器和工厂架构。

根据Concept Laser的说法,机器技术与制造环境的模块化集成是可能的,这要归功于工艺组件设计的新方法。最终,这将提供更快、更经济的工业生产解决方案。这一愿景很快就会成为现实:Concept Laser已经宣布最早将于2016年底上市。

将“明天的工厂”联系在一起:明天的工厂被设定为灵活的可扩展,高档自动化和中央可控金属生产系统,该系统在手中完全集中在生产任务上。Concept Laser GmbH,Lichtenfels(德国)

AM设备在制造中运行的特征和能力的共识看法专注于:“更激光来源”,“更激光功率”,“更快的构建速率”或“扩展构建信封尺寸”。机器技术被视为“独立”解决方案,而无需整合到制造环境。构建工作准备和构建作业过程顺序进行。

通过新的机器架构,开发人员在概念激光期间扩展具有新的定性方面的通常定量部分。“本质上讲,”概念激光器的R&D头部博士博士博士博士说,“这是在任何数量的可组合模块中分裂建立工作准备/建立工作后续处理和添加剂制造。通过相对大的构建信封,可以使用时间延迟进行构建工作。目的是,这应该大大减少先前独立机器的“下行筹码”。这里有很多潜力,可以提高生产链中附加值水平。与以前的机器概念的纯粹定量方法相比,我们在这里看到了一个从根本上推进工业系列生产进一步的新方法。“

“明日AM工厂”的新概念

目前,区域印刷中心正在全球各地的服务提供商创建。这种发展的特点是从“原型化”过渡到工业水平的灵活系列生产的愿望。AM用户体验了传统制造的压力:对空间的需求,机器扩展,增加操作任务,特别是特定时间。

在概念激光的新概念中,生产是从制备过程中“用机器术语分离”。AM生产的时间窗口增加到“24/7级”,这意味着所有组件的可用性都有更高。可易于自动化的材料流程可降低运营商的工作量。界面将激光熔化机集成到传统的CNC机器技术中,对于混合零件来说重要,例如,也是进入下游工艺(后处理/整理)。

来自概念激光的新机器架构背后的基本理念:解耦处理单元和工艺单元。Concept Laser GmbH,Lichtenfels(德国)

“前制作”、“制作”、“后处理”的脱钩

新的工厂结构的基本特征是“前生产”、“生产”和“后加工”的脱钩。这包括灵活的机器装载和物理分离的设置和解除过程。这里的目标是用接口以更有针对性的方式协调流程组件,并增加流程设计的灵活性,以创建集成方法。

将处理站与两个过程站组合的选项。Concept Laser GmbH,Lichtenfels(德国)

由于“处理站”和“构建和处理单元”的一致模块化结构,这种方法可以实现,从而在组合和交互方面,承诺更大的灵活性和可用性。还可以通过这些模块的目标组合更好地处理本发明的材料多样性,最终更经济地处理材料。例如,在将来,机器用户将能够在零件几何形状或材料方面精确地“自定义”生产分配。总而言之,生产系统的效率水平和可用性将显着增加,随着所需空间量的显着降低。模拟生产方案表明,与目前存在的可能性相比,该空间可以减少高达85%。此外,每米平方的激光功率增加了7倍。

Florian Bechmann博士说:“多亏了多激光技术,建造速度大大提高了。构建包的大小也经历了相当大的增长。我们现在想用一个集成机器的概念来强调工业4.0的方法可以改变增材制造作为未来的制造策略。这里有很大的潜力来提高工业附加值和提高系列生产的适用性。”

解决方案来自工厂建筑套件-模块化工艺站

所示的过程站具有400 x 400 x> 400 mm3的构建信封。激光源,过程气体管理和过滤技术集成在模块中,层厚度在通常的范围内。此外,机器解决方案具有可变的聚焦直径,可选地提供1,2或4个激光光学器件,激光功率范围为400-1,000 W.激光器的可用冗余将确保,如果一个激光失败,则剩下的三个激光仍将覆盖整个构建板 - 建立工作仍然可以完成。

处理模块可形成中央金属粉末制备站。Concept Laser GmbH,Lichtenfels(德国)

Florian Bechmann博士说:“越来越多的激光源只能在有限的程度上提高预期的速度。但最终,它们也会增加复杂性和依赖性,从而导致脆弱性,从而将预期的积极效果变成消极效果。”

来自工厂建筑套件的解决方案 - 模块化搬运站

新型搬运站拥有一集筛分站和粉末管理。现在不再需要用于机器和筛选站之间的运输。因此,未包装,下一个构建工作和筛选的准备,因此在一个独立的系统中进行,没有操作员与粉末接触。但是,还有模块化处理站有吸引力的是具体配置:处理站可以链接到两个过程站以创建“制造单元”。工厂建筑套件还使多个搬运站连接在一起,以创造材料准备设施,并与过程站进行物理分离。

来自工厂建筑套件的模块组合

新的工厂建设套件拥有三种类型的模块:过程模块,剂量模块和“溢出”模块,提供不同的高度。这些模块之间有一个直接的连接,不使用任何管道或管道,通过RFID接口进行识别。因此,当需要为建造过程提供不同类型的材料时,结果是可靠的材料流具有高的材料吞吐量和巨大的灵活性。

“将来,”弗洛里安博奇曼博士说,“我们认为AM工厂将在很大程度上是自动化的。可以设想材料或整个模块的运输,因为通过无人驾驶运输系统进行。这可能是开发的下一步。添加剂制造可以在最大程度上自动化。“

新型的2轴涂层工艺

新机器概念有一种新型的2轴涂布系统,使涂布机的返回与曝光并行执行。这在涂层过程中节省了相当多的时间。

在构建工作期间可以自动改变涂布机刀片,可选地由橡胶,钢或碳制成。这导致根据Florian Bechmann博士的若干优点:“一种自动化的工具更换系统,与数控机床技术的情况一样,承诺高水平的灵活性,设置机器时的时间优势,并降低了手工干预的水平由运营商。我们故意在这里讨论“强大生产”。“

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标记:conceptlaser

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