EMO 2019全球第一大金屬加工展上3D打印與傳統(tǒng)加工技術(shù)的結(jié)合
發(fā)布時間：
2023-01-11 12:45
2019年9月16日隨著世界上最大的金屬加工貿(mào)易展覽會EMO開幕，3D打印作為增材制造方式的發(fā)展趨勢在漢諾威這個中心舞臺得到了工業(yè)化前進方向的詮釋。工業(yè)化3D打印技術(shù)已經(jīng)成為漢諾威EMO的亮點，也成為各大傳統(tǒng)機床品牌所極力打造的聚焦點。本期，3D科學谷與谷友共同來領(lǐng)略工業(yè)制造領(lǐng)域風起云涌的3D打印與傳統(tǒng)加工技術(shù)無縫結(jié)合的“漲姿勢”。
EMO展
設備、材料、軟件、整體解決方案盡在EMO
精度質(zhì)量與效率的完美平衡
雷尼紹
雷尼紹展示了一系列優(yōu)質(zhì)、高效的增材制造產(chǎn)品，包括最新款RenAM 500Q四激光增材制造系統(tǒng)。這臺緊湊型機器配備四個500 W激光器，在同等大小的加工平臺上能大幅提高零件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
RenAM 500Q的打印速度是單激光系統(tǒng)的4倍，有助于將金屬增材制造技術(shù)引入新行業(yè)，為之前缺乏經(jīng)濟效益的應用增添使用動力。雷尼紹RenAM 500Q的競爭優(yōu)勢在于提升每個零件生產(chǎn)效率的同時幫助客戶降低成本，而精度及質(zhì)量與標準單激光系統(tǒng)相比絲毫不打折扣。
RenAM 500Q的核心技術(shù)是光學系統(tǒng)和控制軟件。激光光束通過四個通道進入系統(tǒng)，進行動態(tài)聚焦后被引入一個獨立的溫控振鏡底座。振鏡底座內(nèi)置四對數(shù)控掃描振鏡，用于引導激光覆蓋粉末床的整個加工區(qū)域。
雷尼紹增材制造系統(tǒng)和光學系統(tǒng)由雷尼紹公司自主設計、開發(fā)和制造，因此雷尼紹能夠全面掌控系統(tǒng)性能。采用創(chuàng)新光學系統(tǒng)設計以及數(shù)字控制和動態(tài)聚焦功能，四個激光器均可同時掃描整個粉末床 — 提高了機器的速度、生產(chǎn)效率和性能?！?/span>
而技術(shù)是相互促進的，3D科學谷了解到雷尼紹這一創(chuàng)新光學系統(tǒng)的成功研制得益于增材制造技術(shù)，采用增材制造技術(shù)打造振鏡底座，一方面可使掃描振鏡的封裝更加嚴密，另一方面還可以設計出內(nèi)部隨形冷卻水道，確保光學系統(tǒng)具有精確的熱穩(wěn)定性。
雷尼紹是創(chuàng)造穩(wěn)定制程環(huán)境的創(chuàng)新者和領(lǐng)導者，能有效控制由于使用多個激光器而增加的煙塵。RenAM 500Q采用惰性氣體循環(huán)系統(tǒng)，包括預過濾旋風分離器和氣體熱轉(zhuǎn)換器，可延長濾芯使用壽命，并在整個加工過程中保持一致的潔凈加工條件。
RenAM 500Q裝有SafeChange?雙濾芯，可自動切換至清潔的濾芯，以盡可能減少人工干預。與RenAM 500M單激光增材制造系統(tǒng)相比，RenAM 500Q的安全性和實用性均得到增強。
另有研究表明，RenAM 500Q能夠維持粉末狀況以提高重用率，進一步降低零件成本。
現(xiàn)在已有多家企業(yè)使用RenAM 500Q獲益。最近，雷尼紹與Sandvik公司增材制造部門建立了一項合作，負責為其提供高效能的RenAM 500Q多激光增材制造系統(tǒng)。這將豐富Sandvik的現(xiàn)有技術(shù)并大大提高其3D打印能力，鞏固其在日益增大的增材制造市場中的領(lǐng)先地位。兩家公司還計劃在材料開發(fā)、增材制造技術(shù)和后處理工藝等領(lǐng)域開展合作。
雷尼紹還利用其增材制造專業(yè)技術(shù)幫助許多企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品。比如，山地車品牌Atherton Bikes正在與雷尼紹合作，利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)鈦合金車架管托。使用RenAM 500Q，Atherton Bikes公司可以根據(jù)車手的具體要求快速開發(fā)和定制零件，從而大幅提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝需要大量工具，而增材制造工藝是一個完全數(shù)字化的工藝，也就是說，用戶可以在CAD中修改管托設計，然后更高效地重新制造，質(zhì)量也更上一層樓。
Atherton Bikes上的3D打印零件
隨著越來越多的公司采納增材制造技術(shù)，雷尼紹發(fā)布了自編增材制造指南，為制造商提供支持和建議。該指南是雷尼紹官網(wǎng)上的一個專欄，目的是幫助我們的客戶及行業(yè)同仁了解增材制造技術(shù)及其最新進展。指南中包含視頻、案例分析、專題文章、行業(yè)新聞和評論文章，向業(yè)界重點展示了增材制造技術(shù)的無限商機。
降低復雜性，提供系統(tǒng)化集成解決方案
GF與3D Systems
GF攜手3D Systems展示如何提高生產(chǎn)工作流的靈活性，降低復雜性，降低總體成本(TCO)的“端到端”金屬制造產(chǎn)品組合。
GF與3D Systems于2018年8月宣布了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，通過把3D Systems在增材制造方面的創(chuàng)新經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)與GF加工方案在精密加工領(lǐng)域的領(lǐng)先地位相結(jié)合，使制造商能夠更有效地生產(chǎn)精密公差范圍內(nèi)的復雜金屬零部件，并降低運營總成本。
雙方的聯(lián)合品牌金屬3D打印解決方案DMP Flex 350和DMP Factory 500在EMO展上隆重亮相。這些解決方案使金屬增材制造能夠適用各種應用領(lǐng)域，包括航空航天和發(fā)電、醫(yī)療保健和模具制造。對于這些市場，特別關(guān)注的領(lǐng)域包括：發(fā)動機應用、射頻應用和翼型部件、脊柱融合器，隨形冷卻的注塑和壓鑄用模具。
GF在EMO展上展示3D打印與自動化工廠概念
GF與3D Systems所打造的工廠自動化的新概念，包括增材制造零件設計軟件，3D打印機，材料和自動化材料處理，放電加工(EDM)設備，銑削設備以及其他先進后處理技術(shù)。拿人體的骨科植入物的加工來說，在增材制造的過程中，直接在3D打印過程中構(gòu)建在用于后處理加工中銑削作業(yè)便于夾緊的工裝板上，方便了從不同設備的加工轉(zhuǎn)換過程中夾具夾緊的精確定位。
GF在EMO展上展示3D打印與自動化工廠概念
人工智能與自動化
DMGMORI 德馬吉森精機
DMG MORI-德馬吉森精機的展臺一如既往的占據(jù)了漢諾威展館2號館的位置，DMG MORI-德馬吉森精機展示了完整工藝鏈，包括粉床式和送粉式增材制造技術(shù)，是增材制造領(lǐng)域的全能型供應商。
DMGMORI展區(qū):漢諾威展館2號館
DMG MORI LASERTEC SLM系列粉床式增材制造機床適用于高效生產(chǎn)復雜工件。高精度的選區(qū)激光熔化技術(shù)可成形傳統(tǒng)方式無法實現(xiàn)的復雜幾何。該系列包括成功的第二代LASERTEC 30 SLM，其成形區(qū)達300?×?300?×?300?mm，LASERTEC 12 SLM的光斑直徑僅35 μm，擁有極高精度。rePLUG粉料模塊允許快速換粉，換粉時間只需不超過兩個小時。
DMGMORI@EMO
此外，DMG MORI將人工智能應用到選區(qū)激光熔化SLM系列加工準備中，將參數(shù)準備時間從數(shù)周減少到幾天，DMG MORI的OPTOMET軟件通過人工智能自動計算工藝參數(shù)，通過CELOS系統(tǒng)集成OPTOMET軟件，這個軟件的智能化程度很高，只需要輸入粉末的參數(shù)和加工要求，系統(tǒng)會自動優(yōu)化加工參數(shù)，這量級的節(jié)約了人工設置參數(shù)時間，并且避免了人工設置參數(shù)導致的大量報廢零件產(chǎn)生。
DMG MORI在2019年EMO展會上展示了LASERTEC 65 3D hybrid ，該機配有系列監(jiān)測和校準傳感器，有效提高工藝可靠性并進一步提高增材制造工件質(zhì)量。另外，激光堆焊技術(shù)還適用于零件修復。DMG MORI也在本屆展會上展示帶有自動化概念的零件修復技術(shù)。
DMG MORI 送粉式增材制造機床主要用于大型工件，工件尺寸可達?500x400mm，重量可達600 kg，LASERTEC 65 3D hybrid將激光堆焊技術(shù)與5軸聯(lián)動加工技術(shù)全部集中在一臺機床上。該混合技術(shù)可成形極其復雜的幾何結(jié)構(gòu)工件并達到成品質(zhì)量，也可使用多種材質(zhì)加工。
DMGMORI@EMO
多年來，DMG MORI建立的重點行業(yè)卓越技術(shù)中心始終保持著成功的業(yè)績，包括航空航天、汽車、模具和醫(yī)療器械卓越技術(shù)中心。在客戶項目開發(fā)的初期，卓越技術(shù)中心成員便參與開發(fā)，確保打造卓越的生產(chǎn)系統(tǒng)。卓越技術(shù)中心的重點遠非機床本身，更注重于完整的工藝解決方案，范圍包括特定應用的認證到全新項目。
DMGMORI@EMO
為此，DMG MORI與眾多伙伴合作通力合作為客戶提供合適的刀具、工裝夾具和自動化解決方案。DMG MORI為客戶提供更廣泛的服務，例如為進入醫(yī)療器械等新領(lǐng)域的客戶提供認證支持。DMG MORI卓越技術(shù)中心一站式地提供成功完成項目所需的全部服務。
將整個價值鏈數(shù)字化，為可持續(xù)競爭力鋪平道路
西門子
西門子展臺位于漢諾威9號展廳的H50展臺，面積約為1700平方米。西門子已經(jīng)將許多尖端技術(shù)集成到其產(chǎn)品組合中，例如全新設計的機床數(shù)字化控制系統(tǒng)、邊緣與云計算、人工智能以及增材制造等，致力于引領(lǐng)機床行業(yè)進入下一階段的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
西門子運動控制事業(yè)部首席執(zhí)行官Wolfgang Heuring博士表示：“憑借我們一系列獨特的數(shù)字化解決方案，我們正在為機床行業(yè)的未來鋪平道路，幫助我們的用戶，機床制造商和機床用戶利用快速積累的數(shù)據(jù)尋找更新、更全面的方法，來進一步提高生產(chǎn)力、質(zhì)量和競爭優(yōu)勢。”創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)的可用性和透明度，這些數(shù)據(jù)可用于創(chuàng)建產(chǎn)品的“數(shù)字孿生”、生產(chǎn)的“數(shù)字孿生”和性能的“數(shù)字孿生”，并與虛擬環(huán)境中工業(yè)制造過程的各個環(huán)節(jié)精確地映射和連接?！瓣P(guān)鍵是要創(chuàng)新地使用這些數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為有價值的知識，以提高性能和靈活性并縮短產(chǎn)品上市的時間，”。
通過在漢諾威國際機床展上展示新一代數(shù)控系統(tǒng)Sinumerik ONE，西門子展示了機床數(shù)字化轉(zhuǎn)型必不可少的核心要素。作為一個數(shù)字化原生產(chǎn)品，全新控制系統(tǒng)與Create MyVirtualMachine軟件協(xié)同合作，能夠在一個工程系統(tǒng)中創(chuàng)造出機床控制系統(tǒng)及其“數(shù)字孿生”，從而有助于實現(xiàn)軟硬件的無縫集成。
西門子運動控制事業(yè)部機床系統(tǒng)業(yè)務總經(jīng)理Uwe Ruttkamp表示：“Sinumerik ONE是全球機床行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心要素，助力數(shù)字化企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。依靠在虛擬與現(xiàn)實產(chǎn)品組合間的無縫交互，機床制造商和機床用戶使用Sinumerik ONE能夠顯著縮短產(chǎn)品上市時間，并進一步提高機床性能?！?/span>
Siemens@EMO
Sinumerik ONE利用功能強大的硬件和軟件來打造“數(shù)字孿生”，這使得機床制造商能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)和機床加工流程的完全虛擬化。這可以用來顯著加快加工流程，從而大大縮短產(chǎn)品上市的時間，同時保持高質(zhì)量標準。另一方面，機床用戶通過“數(shù)字孿生”也將大幅縮短調(diào)試時間。用戶可以在虛擬環(huán)境中更快地對機床進行設置、實現(xiàn)零件試加工，從而在實際生產(chǎn)中提升績效。培訓也不需要在真實機床上進行。
Siemens展臺上使用Sinumerik One控制的BeAM設備
展會觀眾能夠在展會現(xiàn)場體驗Sinumerik ONE數(shù)控系統(tǒng)。其中一個案例來自BeAM公司，它是首家在增材制造設備Modulo 250中使用Sinumerik One的機床制造商。Beam是全球領(lǐng)先的定向能量沉積(DED)設備制造商。與其他增材制造技術(shù)相比，DED在高累加率、多材料應用以及在加工區(qū)內(nèi)直接沉積目標材料等方面給人留下了深刻的印象。觀眾將可以看到世界首臺使用了Sinumerik ONE系統(tǒng)的增材制造設備，以及見證在常規(guī)DED NX CAM環(huán)境下的NX虛擬機床軟件包中，如何將材料訂單的模擬過程顯示在機器上?！ ?/span>
西門子正在進一步擴大提高工件質(zhì)量的軟件產(chǎn)品組合，AnalyzeMyWorkpiece/Monitor作為全新邊緣計算應用，可以對機床上的工件生產(chǎn)進行持續(xù)監(jiān)測。該應用可以在高頻率、無反饋的情況下，從機器中獲得一系列測量數(shù)據(jù)，并與參考模型進行持續(xù)動態(tài)比較。因此，即使在生產(chǎn)過程中，AnalyzeMyWorkpiece/Monitor也可以用來優(yōu)化工件質(zhì)量。
用于真實生產(chǎn)的增材制造技術(shù)
SLM Solutions
SLM Solutions的增材制造系統(tǒng)通過其用戶的實際成功案例得到驗證，SLM Solutions在EMO展會上突出強調(diào)其著眼于航空航天，汽車，能源，模具，醫(yī)療和牙科行業(yè)的應用。其展位上展示了一個增材制造的火箭推進發(fā)動機，該發(fā)動機通過德國一家名為CellCore的公司設計，具有集成冷卻結(jié)構(gòu)的功能設計，后期經(jīng)過車削工序進行精加工。
SLM Solutions展臺上的火箭發(fā)動機(帶有集成的冷卻系統(tǒng))
電弧焊接與數(shù)控加工結(jié)合
GEFERTEC
GEFERTEC展示了混合增材制造技術(shù)，該技術(shù)以現(xiàn)成的電弧焊接為基礎(chǔ)，為金屬加工企業(yè)以及研發(fā)機構(gòu)提供面向制造的解決方案。
Gefertec@EMO
材料促進應用發(fā)展
Sandvik 山特維克
瑞典工程公司山特維克(Sandvik)2018年投資了約2億瑞典克朗(約合2500萬美元)，用于建立增材制造應用的精細金屬粉末的新設施。
山特維克Osprey現(xiàn)在供應的市場領(lǐng)域包括用于航空航天工業(yè)的鎳基超合金，用于醫(yī)療行業(yè)的鈷合金、不銹鋼，用于快速模具的馬氏體實效鋼、工具鋼等。山特維克Osprey氣霧化粉末產(chǎn)品包括不銹鋼、工具鋼、低合金鋼、銅和青銅合金、齒科合金和醫(yī)療合金、超合金等預合金粉末。
Sandvik@EMO
不過，Osprey只是山特維克集團的一個業(yè)務分支，山特維克集團投入巨資在位于瑞典山特維肯的3D打印技術(shù)研發(fā)中心上，推動金屬3D打印的發(fā)展。
設計類工具軟件與流程類管理軟件的無縫結(jié)合
Autodesk 歐特克
軟件公司Autodesk-歐特克在EMO上展示了其與美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室的工程師們設計的一種全新的星際著陸器，未來預計將對木衛(wèi)二和土衛(wèi)二等遙遠的衛(wèi)星進行探索。它的重量大大小于美國宇航局送往其它行星和衛(wèi)星的大多數(shù)著陸器。
歐特克公司公布的這個全新的著陸器設計，外形酷似一只蜘蛛。通過歐特克的創(chuàng)成式設計軟件，這個設計方法運用的是大自然的進化結(jié)果的防生學計算公式。設計師和工程師們只需要將設計目標、材料、制造材料和成本限制等數(shù)據(jù)輸入到設計軟件中，設計軟件就能夠快速生成多種設計結(jié)果作為選項。
在增材制造方面，歐特克Netfabb為工業(yè)增材制造和3D打印提供端對端的軟件解決方案。該方案將設計改進、制造準備及構(gòu)造仿真工具整合在單一的軟件環(huán)境中，并在該環(huán)境內(nèi)共享通用的安裝程序、通用的文件格式和流程定義。不僅如此，其內(nèi)置工具包擁有一系列包括增強原型設計和文件準備、快速生產(chǎn)和機器操作，以及設計和流程優(yōu)化等強大的功能，這些新功能為工程師和設計師提供了豐富的增材設計和制造工具。
Autodesk@EMO
而新版本的Netfabb 2019擁有全新的操作界面和更全面的功能，增強了云存儲功能，添加了全新的機器工作空間和新的支持，除此之外，還更新了網(wǎng)格和仿真功能。
歐特克公司面向智能制造的完整產(chǎn)品組合包括Fusion 360、Inventor、PowerMill Additive、Netfabb、Autodesk Moldflow等眾多業(yè)界技術(shù)領(lǐng)先產(chǎn)品，廣泛涵蓋了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、仿真、增材制造、復合材料、機器人制造等諸多功能模塊。不僅能夠為不同規(guī)模的制造商提供模塊化和可擴展的綜合制造解決方案，將設計與制造無縫對接，而且該產(chǎn)品組合的云連接功能可以使用戶體驗到更為緊密的制造流程，進而加速產(chǎn)品開發(fā)流程縮短開發(fā)時間。云功能為用戶提供了軟件和數(shù)據(jù)的通用訪問能力，更好地支持制造業(yè)務全局;憑借新技術(shù)的顛覆力量，歐特克幫助客戶在更低的成本、更短的時間內(nèi)創(chuàng)造出更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，提高企業(yè)自身的競爭力。（來源：3D科學谷）
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