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王长珍 等级： / 门别币：20 |
| 发表：2018-4-19 21:17:36 查看：1726 回复：2 次 | |
一项正在改变传统制造业的技术 |
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一项正在改变传统制造业的技术
如果说第一次工业革命是蒸汽革命，那么如今盛行的所谓“第四次工业革命”就是智能的革命。在这个阶段，大批的企业已进入或正在寻求进入智能自动化生产模式，当我们展望制造业的未来时，不得不联结上那些正在兴起的新技术与新概念，增材制造就被认为是一项将持续改变制造业的技术。
图1 广义与狭义增材制造
增材制造及工业3D打印应用的范围正在持续扩大。据权威机构预测，截止到2018年第三季度，其市场规模或将超过37亿美元；到2025年第三季度，工业3D打印的市场规模或将超过157亿美元。
图2 金属3D打印
就增材制造而言，其相关的生产和设计技术不断迭代、进步，使得这项技术的性价比和效率不断提升，造就了强劲的增长势头。在金属和高分子材料工业3D打印领域，技术的领先者者无疑是EOS公司，除了在航天、医疗、工艺品上的应用，EOS在制造工业产品上的能力也正不断增强，3D打印技术在自动化产线和汽车零部件制造中的应用已经有例可循。
增材制造技术的典型应用一汽车零部件定制
当考量范围不再局限于结构力学与轻量化结构时，增材制造对汽车工程的真正价值就能得到更有力的验证。3D打印的功能整合——用最少的部件配置满足最多的技术性能需求，及其带来的附加值，将为汽车行业带来可观收益。
由于汽车行业正在逐渐向电气化方向发展，传动器、制动器、热处理以及空间和重量的减少对前端区域的设计都至关重要。此外，汽车的安全、性能和舒适度对结构设计与制造的相应要求也亟待解决。
图4 大众开迪增材制造的前端结构
大众开迪汽车的制作中，就是由增材制造完成的前端结构设计与生产。打印前端时，使用了贺利氏（Heraeus）所开发的高强度铝合金，开发完成合适的参数后，进行打印，通过增材制造和创新材料的组合应用，成功展示了传统制造方法所无法提供的功能集成的可能性。
自动化的轻量机械手
广泛的自动化是制造业实现成功的重要因素。但是，如果公司需要少量定制部件用于自己的生产过程该怎么办？德国的Theo Hillers GmbH 在寻找能够夹持滤网的机械手方案时有两种选择：开发用于部件移除的带铝制机械手的全新线性处理装置，或者在保留现有处理装置的基础上设计解决方案。出于成本因素，后者被视为首选方案。
与采用铝制模块化系统制造的夹持器不同，轻型机械手很少有实践案例。EOS的增材制造技术提供了解决方案，设计人员能够获得最大限度的设计灵活性，以制造具有复杂几何形状的机械手。
使用EOS的技术制造内部风管的优势在于不会对空气软管产生附加重量，且机械手更加整洁，从而降低复杂性。为了进一步减轻重量，真空吸盘的连接件还直接集成到机械手内，代替之前使用的黄铜转接器，这使得更换吸盘成为一项十分简单的任务。
试产时，使用EOS INT P390系统，传入CAD数据后，机器就会使用激光通过塑料粉末逐层制造部件。吸取并清理多余聚酰胺之后，装配真空吸盘、气源连接件、握爪以及必要的连接部件。完成的轻型机械手符合尺寸与重量方面严格的基本条件，极轻紧凑式的机械手，使供应商增加了生产过程的稳定性，从而大大补偿生产成本。
至此我们会发现，3D打印技术并不是为了完全替代原有制造模式而生，它的特点在于小批量生产的灵活性和高度的可定制性。以此为出发点，将其作为与传统制造互相结合，为企业带来的是全新生产模式：既能大批量量产产品，亦可以应对轻量、轻型的特殊需求。
2018年，工业3D打印将继续对某些行业造成颠覆，但程度有所不同。同样，不同区域应用率也有所高低。相比航空航天、医疗健康等一些把控严格的行业已经利用工业3D打印量产着零部件甚至是核心零部件，汽车行业则稍显落后。不过可以预见的是，从2018年起，汽车行业将开始赶超其他行业，通过3D打印技术来生产专业化零部件的优势将会逐渐凸显。
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