行业动态 公司新闻 问答解惑

未来的工厂里满是3D打印机吗?

发布时间:2020-06-11

在过去几年中,增材制造领域取得了显着增长。每年都会出现更快,更准确的技术。AM知识更容易获得。开发并实施了新材料和后处理方法。

为了使所有这些都可以在生产环境中使用,我们还非常努力地引入鉴定过程,以满足有关零件质量,生产可重复性以及许多其他方面的最高要求。

未来的工厂会是什么样?

今天市场上许多公司提出的问题是“未来的工厂会是什么样?” 今天的决定将影响未来几年,需要明智地做出决定。实施和验证新技术,根据特定要求调整对象设计以及设置流程的投资可能非常重要。
史蒂夫·尤尔维森(FLickr)的特斯拉汽车装配线图片(右)

让我们从大局开始,回顾一下历史。生产管理历史上最重要的转变之一是著名的丰田精益生产概念。鲜为人知的是,当精益生产引入工厂时,管理人员通常主要关注每台机器的利用率。工厂的基本设计旨在保持满负荷运行。

从机器的角度来看,它是高效的,但是从工厂作为一个整体系统的角度来看,它有时效率很低。AM- 敏捷制造它所携带的概念-可能正面临着类似的挑战。

AM是一项资本密集型技术,大多数公司都在寻找填补其平台以实现其投资回报率的方法。仍然有待广泛回答的问题是,我们真正需要打印什么?我们将多久切换一次产品?制造还是购买?我们如何将3D打印过程整合到整个制造价值链中?在后COVID世界中,这些问题甚至更为相关。

我们坚信,未来的工厂一方面将以客户为中心,实现更好的灵活性和互操作性,另一方面将利用AM的供应链优势,这意味着:反应性,分散性和灵活性。

基于我们与不同领域的世界领先企业作为客户的经验,我们建立了一个合理的增长策略,用于在工厂内部实施AM功能。

我们需要回答的第一个问题是-我们需要生产什么,我们想怎么做?市场上有数十种可用的制造技术。为了准备好生产环境,我们应该对公司的所有产品进行分析,并检查是否应使用增材制造技术进行生产,或者是否要进行传统的铣削,车削,激光切割,弯曲等。更高效。

我们的数字合格仓库使我们能够选择要使用3D打印生产的正确零件。第二步是定义我们应该遵循的资格认证过程。它适用于所有过程,材料以及最终产品。

建立数字仓库后,可以建立第一个试生产站点。它使我们能够测试我们拥有的所有理论并提出第一部分。重要的是要有一个软件解决方案,它使我们能够跟踪数据以遵循合格的流程并建立质量管理体系。这就是我们所谓的“敏捷工厂”阶段。

最后但并非最不重要的一点是,真正的力量来自规模化的生产系统。为了最大程度地减少物流和仓储成本,我们希望在全球范围内建立工厂。连接一个系统中的所有站点并管理它们的利用率和生产率非常重要。那将是整个组织中AM实施的最后阶段,我们称之为“ 分布式订购流程”。

基于我们先前步骤的经验,无论项目规模如何,我们都应能够遵循严格的质量管理要求,尽可能高效地利用我们的机器,并交付适合我们需求的产品。没有集中的数据管理和存储系统,这将是不可能的。

在这方面,合乎逻辑的出发点应该是建立AM备件的合格仓库,并根据应用和最终客户的技术和经济要求建立操作模型。
生产环境中3D打印的优缺点


3D打印在未来的工厂中有地位吗?AM技术具有很多优势。这些优点包括设计自由,生产后的废品最少和生产产品的弹性。我们不再局限于一家工厂生产的一种产品。从理论上讲,每个部分都可能彼此不同。

但是,在许多情况下,仅增材制造技术是不够的。需要某些后期生产方法来移除支撑结构,清理表面,达到给定的公差并进行热处理过程。也可以将AM用作生产流程中的一个步骤。例如,可以使用内部冷却通道来准备产品,然后再使用传统的CNC处理。可能的组合是无限的。

众所周知,AM有很多缺点。我们与客户见过的最大问题是缺乏资格认证程序和规范以及生产时间缓慢。我们希望这些问题中的第一个问题将在未来几年内消失,因为许多组织都在努力引入标准化程序来鉴定工艺,材料和最终用途产品。许多机器制造商都在尝试加快AM制造的过程。有一天,可能会缩短它并与传统制造方法竞争。
是否可以顺利地协同工作?


AM的生产时间与传统的制造方法之间的巨大差异导致我们遇到另一个问题。一些细分市场是基于节拍时间的,该节拍时间很短且定义准确。如果要用几小时才能计算出其他生产步骤,而要花几个小时才能在一个过程中完成,那么使用一项技术并不是一件容易的事。汽车行业就是一个严重问题的例子。

我们认为,改变思维方式并以新的方式考虑生产现场非常重要。50年前,不可能想象没有一家工厂可以不需要任何人来组装最终产品,因为所有这些手动操作都将由机械臂来完成。今天,我们无法想象一条生产线不需要螺丝,而是在先前准备好的组件顶部生产每个下一个零件。在接下来的50年中,这是我们可以视为正常方法吗?
宝马项目正在塑造未来的工厂


POLYLINE是未来项目的当前工厂的一个示例。15个行业和研究合作伙伴正在共同重新考虑我们生产工业级产品的方式并使其周围的流程实现自动化。如今,生产线周围的软件自动化仅为10%。此外,硬件现场的自动化率大约为30%,这是使AM成为真正具有竞争力的生产方法的主要障碍之一。

POLYLINE项目的目标是在软件和硬件自动化方面达到90%。物理世界与数字世界之间的无缝和自动化交互将是该项目的关键成就之一。

这就是3YOURMIND平台是该项目的中央数据存储和管理系统的原因。POLYLINE由EOS和BMW牵头,由德国联邦教育和研究部出资1070万欧元。
激光烧结生产线的示意图(3YOURMIND的图形,基于Fraunhofer IML的G. Katsimitsoulias的想法)


AM增强了未来工厂的灵活性


建立一个创新工厂的想法的主要目标是生产最好的产品。我们希望最大程度地减少物流成本和仓储时间。我们希望生产更可靠,更环保的零件。为此,我们需要了解所有可用材料和生产方法的优缺点。

我们相信,未来工厂将遍布全球。他们将能够快速切换重点,从而实现生产多个单一产品。他们将帮助我们及时,正确地交付零件。

AM技术将与传统制造一起使用,以生产轻便,可靠的零件。可以根据客户需求分别定制每个零件。为了控制和跟踪所有这些,将使用直接连接到每台机器的软件系统。
 

上一篇:GE的美国空军增材制造项目启动 下一篇:教育中的3D打印:以新方式参与和激发孩子们的机会
0755-83621369 联系我们