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增材制造正徹底改變制造業(yè),對(duì)IT工具影響巨大

作者:a 來(lái)源: 日期:2018-11-20 10:45:57 人氣:26 評(píng)論:0 標(biāo)簽:

“增材制造”正在深切地影響著制造業(yè):3D打印開(kāi)辟了未來(lái)幾年可能徹底改變生產(chǎn)世界的可能性,增長(zhǎng)極其強(qiáng)勁,Gartner估計(jì)去年銷售了超過(guò)490,000臺(tái)3D打印機(jī),在這個(gè)過(guò)程中,塑材和金屬的需求量似乎也取得了很大的進(jìn)步。

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例如,通用電氣公司能夠?qū)⑵浒l(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的燃料噴嘴的復(fù)雜性從20個(gè)降低到單個(gè)組件。這一步是可能的,因?yàn)楝F(xiàn)在整個(gè)噴嘴都是一體打印的。因此,生產(chǎn)更快、更便宜。另一方面,西門子動(dòng)力和燃?xì)夤就瞥隽艘环N用于大型燃?xì)廨啓C(jī)的新型燃燒頭,該燃燒頭采用3D打印機(jī)制造。它配備了非常精細(xì)的通道,可以改善燃燒頭的冷卻,從而顯著降低溫度。這大大延長(zhǎng)了使用壽命,同時(shí)降低了維護(hù)成本。

3D打印也開(kāi)始了鑄造工藝領(lǐng)域的范式轉(zhuǎn)變,例如,在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和制造中已經(jīng)使用過(guò)。由于增材制造,可以顯著增加單元的冷卻表面積。通過(guò)這種方式,它可以設(shè)計(jì)得更小更輕。此外,即使是小型系列現(xiàn)在也可以以非常經(jīng)濟(jì)的方式生產(chǎn)。

增材制造的另一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素是“按需” 3D打印。這尤其涉及備件的生產(chǎn)。畢竟,對(duì)于公司而言,能夠快速,輕松地更換故障組件極為重要。然而,最重要的是,他們希望消除存儲(chǔ)備件所涉及的高成本。這就是為什么西門子移動(dòng)有一個(gè)自己的部門,使用3D打印“按需”生產(chǎn)火車備件。

當(dāng)需要克服大量后勤障礙以提供備件時(shí),3D打印也是一個(gè)有趣的選擇。一個(gè)很好的例子是石油平臺(tái)。如果鉆頭斷裂,則工廠操作員使用3D打印機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)新鉆頭的復(fù)雜性和成本要低得多。

像這樣的考慮促使美國(guó)海軍在一些船上使用3D打印機(jī),這使他們能夠在公海上生產(chǎn)備件。這些和許多其他實(shí)際應(yīng)用只是一場(chǎng)影響深遠(yuǎn)的革命的開(kāi)始。打印機(jī)的價(jià)格下降加上更高的打印速度,可能會(huì)確保這種生產(chǎn)方式的改變?cè)谖磥?lái)幾年將獲得更大的動(dòng)力。

需要新的IT工具

隨著向增材制造的過(guò)渡,IT系統(tǒng)還需要實(shí)現(xiàn)全新的應(yīng)用和功能。對(duì)于PLM系統(tǒng)的制造商,這需要在所有領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)整:CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)工程、計(jì)算機(jī)輔助制造、制造運(yùn)營(yíng)管理(MOM)和制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。

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增材制造提供的新可能性必須通過(guò)軟件的適當(dāng)調(diào)整來(lái)體現(xiàn)。

將來(lái),設(shè)計(jì)工具必須適應(yīng)3D模型(構(gòu)面結(jié)構(gòu))和混合建模的特定幾何形狀。這些工具還應(yīng)能夠創(chuàng)建和可視化重量?jī)?yōu)化的結(jié)構(gòu)或網(wǎng)格,并使用不同的材料。在制造業(yè)中,材料的添加(如3D打印的情況)也必須反映在IT工具中。另一方面,在CAE中,不僅要記住最終組件的設(shè)計(jì),還要逐層應(yīng)用材料的特殊過(guò)程。熱傳導(dǎo)方面和結(jié)構(gòu)部件的觀點(diǎn)也比傳統(tǒng)制造更具相關(guān)性。

在3D打印中,設(shè)計(jì)、制造和CAE之間的相關(guān)性變得越來(lái)越重要。這特別適用于CAE和CAM之間的緊密連接。最有可能的是,CAE技術(shù)將作為端到端流程的差異化因素發(fā)揮最大作用。已經(jīng)在混合制造領(lǐng)域積累了大量經(jīng)驗(yàn)的PLM提供商在決定將3D打印納入其生產(chǎn)流程時(shí)將具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

    
未來(lái)的生產(chǎn)

增材制造已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。越來(lái)越多的公司發(fā)現(xiàn)了這項(xiàng)技術(shù)幾乎無(wú)限的可能性。畢竟,3D打印的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)擴(kuò)展到從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到設(shè)計(jì)和制造再到業(yè)務(wù)流程的方方面面。與此同時(shí),增材制造將激發(fā)當(dāng)今仍然完全無(wú)法想象的設(shè)計(jì)。

同時(shí),公司正在簡(jiǎn)化其生產(chǎn)流程,并通過(guò)內(nèi)包回收個(gè)別生產(chǎn)領(lǐng)域。這使他們有機(jī)會(huì)改善質(zhì)量控制并減少倉(cāng)儲(chǔ)。因此,3D打印機(jī)將在幾年內(nèi)成為生產(chǎn)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

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設(shè)計(jì)工具必須根據(jù)具有多面結(jié)構(gòu)的3D模型的特殊幾何形狀進(jìn)行調(diào)整,如圖中所示的渦輪葉片。


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