看3D打印自动化单元如何在汽车制造领域落地?

汽车市场是全球最大的消费品市场之一,2020年全球将生产1.03亿辆乘用车,其中内燃机车占8190万辆,市场占有率为79.5%,新能源车(含混动,电动)为2110万辆,占20.5%,其中纯电动汽车为410万辆。到2030年,预计全球将生产1.2亿辆乘用车,其中内燃机车占960万辆,市场占有率为8%,新能源车(含混动,电动)为11040万辆,占92%,其中纯电动汽车为5040万辆。

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由于消费市场的升级,汽车市场正面临着越来越多的订制化订单的需求,而3D打印技术所能够实现的高柔性和高复杂性的生产,恰好与汽车市场的订制化需求有结合点。同时,3D打印企业也在致力于推动面向生产的增材制造解决方案,使得3D打印技术更加贴近于汽车制造业对质量、成本和效率的要求。

两年前(2017年5月),汽车制造商戴姆勒、飞机制造结构和制造系统的供应商Premium AEROTEC和工业级增材制造设备制造商EOS共同开展了“新一代增材制造(NextGenAM)“项目。该项目的目标是开发一条基于3D打印-增材制造技术的新一代自动化单元,该自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%

本期,3D科学谷将与谷友们进一步了解戴姆勒汽车试点的汽车零部件3D打印自动化单元所包含的制造技术,以及未来这样的3D打印自动化单元与汽车制造的结合点。

Daimler图片:戴姆勒已开始用3D打印自动化单元制造卡车配件,如3D打印柴油发动机支架。来源:DAIMLER。

block 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