Formnext 2018明确了增材制造的预期中断

增材制造硬件供应商已从质量优化转向速度优化,并面临开放系统材料制造商的竞争。

增材制造硬件供应商已从质量优化转向速度优化,并面临开放系统材料制造商的竞争。

3D系统 DMP Factory 350是新DMP Flex 350的可扩展出厂版本。3D Systems表示,与直接ProX DMP 320金属3D打印机相比,新型直接金属打印机以较低的成本将打印效率提高了15%。图片由3D Systems提供。


增材制造行业建立在颠覆性观念的基础上,即数字过程可以直接产生物理产品。在今年’在德国法兰克福举行的Formnext会议上,供应商和分析师强调了如何将打印机和材料的最新创新与创新的工作流程结合起来。  

“主要目标是3D打印技术的产业化,”奥迪金属增材制造项目负责人马丁·博奇(Martin Boch)说。博奇说奥迪’当前3D打印的使用分为三种方式。研发占公司约​​20%’使用3D打印; 60%用于原型;另外20%用于制造备用的小零件和工具。 Boch说,在奥迪进入小零件的批量生产之前,它必须定义用于采购打印机和材料的标准流程。 

奥迪正在使用小批量生产的A4豪华轿车作为其工艺创新研究的试验场。传统的技术难以制造大型钢框架,包括1,472°F (800°C)铸造工作。通过将车架部分移至增材制造,奥迪优化了设计,以改善冷却效果并减轻50%的重量。然后,奥迪使用选择性激光熔化(SLM)制成10,000件。 

该表被作为单个对象打印在新表上 大代表 PRO,是在Formnext 2018上推出的。其结构外壳为1立方米,并使用多种高性能热塑性塑料。 图片由 BigRep.

大批量3D打印

Boch表示,人工成本将推动3D打印技术和工艺的广泛使用。虽然是A4零件设计“was interesting,”后期印刷过程(包括除粉)太昂贵了。奥迪预计,随着供应商和制造商共同努力进行工艺创新以匹配当前的技术能力,到2025年人工成本将下降10倍。 

波士顿咨询集团的怀尔德里希·海辛(Wilderrich Heising)博士说,颠覆性创新的下一阶段必须解决工业生产过程和3D打印行业本身。从本质上讲,增材制造技术对制造技术和供应链都具有破坏性。海辛说,这个行业已经到了“每个玩家都需要重新定义其策略。” 

他设想AM硬件供应商之间将从质量优化转向速度优化。的能力“以相同的质量将构建速度提高五倍”转化为每件机器总成本降低了50%以上。如今,某些3D打印工艺可以证明可用于最终零件生产,但数量很少。海辛说,速度优化将导致收支平衡点转向更高的产量。 

公开市场资料

Heising认为材料周围正在形成AM的新竞争压力。  

“知名的机器制造商正在使用剃须刀商业模式,”他说,同一家供应商在其中出售机器并提供消耗品。越来越多的专业人士使用新型的适合用途的材料,从而为材料提供了一种公开市场的方法,可以降低成本。“目前,在完全开放的系统中,打印效果较差,” notes Heising, but “通过掌握材料来区分的可能性很高。 ” 

参数 认知CAD 2.0是第二代生成设计解决方案,用于为航空航天,汽车和其他关键任务应用创建可立即进行3D打印的高性能轻型结构。 参数是新技术孵化器XponentialWorks中由前3D Systems首席执行官Avi Reichental领导的几家公司之一。 图片由 ParaMatters.  

勒克斯研究的研究分析师Tugce Uslu呼应Heising’的观点。自2015年以来,专利活动几乎呈抛物线型增长,并发表了关于聚合物和金属(AM的两个最大材料领域)的研究。 Uslu说,打印过程中的技术创新仍领先于工作流程的创新,这将是软件赶超的结果。她指向“积极的成就”公开交易的Materialize和CAD初创公司Frustum等公司提供的软件创新服务,后者 被PTC收购 就在Formnext结束之后。 

Uslu建议制造商寻找合适的时间购买新流程,并在创新流程和生态系统成熟度之间寻求平衡。新工艺可能会提供技术优势,但如果材料短缺,则无法始终如一地交付。  

聚合物和铜的创新 

创新工艺和材料的示例可在Formnext上找到。 Cubicure推出了具有高强度和高热变形的光敏聚合物。它的目标是用于塑料注塑成型的3D工具打印,其中3D打印的表格必须具有高精度和合适的材料特性。公司—维也纳技术大学的研究衍生产品—该公司还宣布了一种热光刻技术,该技术表示可以在高达248的结构化温度下大大提高加工粘度的光敏聚合物的精度。°F (120°C). “较高的印刷温度使得可以使用以前不适合用于立体平版印刷工艺的高粘度化学构件,”该公司在一份声明中说。  

GKN粉末冶金 提出了一种由铜制成3D打印电感器的新工艺。“人工制造的铜电感器的不可预测的使用寿命和质量无法满足不断增长的工业需求,”GKN的Umit Aydin说。手动焊接是劳动密集型的,并且在每个焊接连接处都会产生中断点“导致大量的能量损失。”GKN当前正在使用选择性激光熔化来生产通过IATF 16949:2016标准认证的铜电感器。继续研究工艺参数以增加产量。 

30,000个燃油喷嘴  

工业巨头通用电气在几年前意识到自己有很多部门在开发和使用遍布整个公司的3D打印技术时成立了其增材制造部门。 GE增材制造公司在Formnext上庆祝了用于GE喷气发动机的第30,000个喷油嘴的3D打印。 

“We eat our dog food,” says GE Additive’克里斯·舒普(Chris Schuppe),指软件行业’使用一个的描述’自己的产品。对于即将到来的波音787的新版本,舒普说,通用电气将“制造粉末,[3D打印]机器,零件并将其放入引擎中。”最近收购的Geonix软件为GE添加了热建模和构建仿真’的AM软件组合。 Geonix可以使用所有3D建模软件中的模型,而无需更改模型。

功能性全彩零件

瑞兹是3D打印机制造商中相对较新的产品,去年推出了它的第一个模型。 瑞兹在Formnext上推出了其第二代增强沉积打印机,即 XRIZE。新打印机将挤出工程级热塑性塑料,并在形成材料时同时将CMYK墨水(青色,品红色,黄色,黑色)喷射到材料中。然后在零件和自动创建的支架之间喷射防粘油墨,以使用户能够剥离支架。 瑞兹说,该工艺消除了额外的精加工的需要。 

瑞兹首席执行官Andy Kalambi说,经过认可的塑料和全彩相结合,提供了令人着迷的可能性。在其他方面相同的零件的印刷运行中可能具有独特的QR码,这些零件会将零件链接到物联网生态系统或区块链智能合约。这扩展了数字线程的概念“作为与区块链的不变连接,”卡兰比说。零件设计人员可以允许客户现场打印零件“digital supply chain”每个实例都被验证为真实的。 

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关于作者

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兰德尔·牛顿

Randall S. Newton是Consilia Vektor的首席分析师,涉及工程技术。自1985年以来,他以各种角色进入计算机图形行业。

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