» 工程机械 //www.luezhai.com 三维科学, 无限可能! Fri, 22 Nov 2024 08:05:23 +0000 zh-CN hourly 1 https://wordpress.org/?v=3.9.40 EOS助力林德集团(Linde)部署增材制造,荣膺德国《商业周刊》“2017最佳咨询评选”奖 //www.luezhai.com/?p=10862 //www.luezhai.com/?p=10862#comments Mon, 11 Dec 2017 01:23:04 +0000 http://www.51shape.com/?p=10862 德国克拉林,2017年12月8日——金属和高分子材料工业级3D打印品牌EOS 的咨询部门——“增材思维”,近日凭其卓越的咨询服务荣获德国财经类杂志《商业周刊》 “2017年度最佳咨询评选”两项大奖。

EOS在“竞争策略”(competitive strategy)类别中位列第三,并在特别创新奖中获得第二名。这一奖项设立八年以来专注于评选德国最好的管理咨询公司。

Best of Consulting

 图片:增材思维部门荣膺德国《商业周刊》“2017最佳咨询评选”奖

全球应用与咨询总监Güngör Kara表示:“我们很荣幸能获得这个奖项。这清楚地表明,我们“增材思维”咨询部门提供了杰出的服务,通过工业3D打印助力行业创新。为确保客户能够成功引入增材制造等颠覆性技术,我们在客户整个转型过程中提供全力支持。仅仅选择在制造链中融入工业3D打印还只是开始,而技术咨询——包括零件选择和优化,创新零件设计以及将这一新技术整合到客户生产工艺链中是必不可少的。当客户需要外部机构或企业提供额外支持时,EOS能够提供相关建议。”Kara继续说道:“我们不仅传授技术知识,更分析技术的经济效益,这是保证高成本效益、优化价值链,帮助客户脱颖而出的必由之路。”

EOS在“客户竞争战略”类别与特别创新奖的评选中给评委们留下了深刻的印象。就该类别,评委们主要评估企业在竞争环境下的战略定位与创新潜力。其中,与客户价值链中主要环节的长期相关性是关键维度。

EOS通过助力林德集团(Linde)部署增材制造并开发创新应用的杰出表现被授予该奖项。林德集团因EOS提供的支持在很短的时间内成功地积累了增材制造领域专业设计知识并测试了新的产品。通过与EOS的合作,林德集团的竞争地位得到了显著的提升。

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图片:林德集团HYDROPOX®火嘴

在六月,EOS的咨询部门被选为“2017年度最佳顾问”。Güngör Kara对此表示:“这项荣誉表明我们的整体方法指领我们走在正确的轨道上。作为顾问,我们需要比客户更了解其本身,并为客户尚未意识到的潜在的问题提供相应的解决方案。同时,当下也是决定下一个十年哪些企业能够走上行业领先地位的时刻,为提供相应的支持,我们正在不断拓展我们的咨询解决方案,确保我们的客户能够通过利用增材制造技术获得竞争优势。”

block 关于EOS增材思维
工业3D打印的广泛应用,使其成为推动未来增材制造数字化制造的关键因素。EOS的咨询部门——增材思维,专注于通过3D打印技术助力企业转型,并帮助客户充分利用这项技术的潜在优势。增材思维为客户提供必要的技术知识,并帮助他们将投资风险降至最低,获得核心竞争优势。同时,增材思维向客户提供咨询服务,帮助他们确定和进一步开发适合的应用,搭建以增材制造为基础的生产流程,制造可持续、可重复的高零件质量,确保客户的生产能力通过这项技术得到显著提升。

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卡特彼勒3D打印燃油混合器用于售后市场 //www.luezhai.com/?p=10134 //www.luezhai.com/?p=10134#comments Sun, 03 Sep 2017 03:56:14 +0000 http://www.51shape.com/?p=10134 卡特彼勒在十年前就开始为他们的重型设备投入3D打印元素,经过多年的摸索,卡特彼勒将3D打印的零部件引入到其供应链中,这一切发生的如此水到渠成,让人不仅好奇3D打印到底满足了卡特彼勒什么样的需求?

catpillar 3d printing
图片:卡特彼勒通过金属粉末床熔化技术3D打印的燃油混合器

3D打印成为新常态

根据卡特彼勒增材制造产品经理Stacey Delvecchio,“卡特彼勒现在已经通过3D打印技术生产零部件。” 了解到目前卡特彼勒通过3D打印的零件接近100个SKU(Stock Keeping Unit – 库存量单位),虽然这个数字不大。但事实上,实际上卡特彼勒在通过3D打印用于生产用途,这是一个很大的成就。

目前卡特彼勒生产的3D打印零件主要用于售后市场,包括提供给经销商用于设备的维修和零件更换。举例来说,用于安装在自动平地机上的垫圈,这些垫圈由3D打印弹性塑料制造出来。由于这些垫圈在售后市场上消耗量很小,通过3D打印技术从而节省了库存所占用的资源。尤其是对于那些消耗量很小的备品备件,如果要重新开模来生产,成本会十分昂贵,卡特彼勒发现3D打印在重新制造这些高度专业化的组件方面具备明显的优势,那就是小批量的经济性和灵活性。

目前,不仅仅是塑料的3D打印,卡特彼勒还在积极的应用金属3D打印。其中一个经典的例子是,由卡特彼勒的太阳能涡轮机公司生产的燃气轮机需要采用传统方法难以铸造的带复杂翅片设计的燃油混合器,卡特彼勒的团队发现金属粉末床熔化技术可以更轻松地获得这些零件。通过3D打印所获得的燃料混合器具有所要求的所有复杂内部通道,并且不需要额外的组装和焊接工作。

卡特彼勒已经将3D打印技术用于生产零件变成一种常态,并不觉得是一种很特别的事情。在 看来,对待3D打印技术的确需要一种“新常态”的理性态度。过冷或过热的非理性态度容易发生对3D打印技术的不合理期待,而制造商将3D打印技术常态化能够更理性地挖掘和利用这种技术的价值。

block  REVIEW

目前,将3D打印技术积极引入售后零部件制造体系的还有德国的DB铁路公司,德国铁路公司在每个维修工作站中确定了至少一名或两名3D打印专家,并确定哪些零部件可以通过3D打印技术受益。事实证明,有很多火车零件适用于3D打印,包括咖啡机的备件、外挂钩、方向盘盖、头枕框架、盲人旅行者的盲文路标等等。

德国铁路并不局限于使用一种3D打印技术,因为他们已经发现了塑料和金属增材制造的不同优势。当前德国铁路公司用于塑料打印的材料主要是PA-12尼龙材料。用于金属3D打印的材料主要是铝合金材料,最近德国铁路还开始通过3D打印来制造钛合金零件。

通过与专门从事3D打印的公司合作,德国铁路已经能够利用最先进的增材制造技术,而不是投资设备本身。事实上,为了促进物流部门增材制造解决方案,德国铁路甚至于2016年9月成立了“移动增材制造”网络。德国铁路的移动增材制造网络已有50名公司,其中包括西门子、Concept Laser、Materialize、EOS、Stratasys、Autodesk等公司。

像航空航天工业那样,德国铁路在采用3D打印零件方面面临的主要挑战之一就是符合严格的安全要求。 某些方面,火车的安全要求甚至比飞机要严格得多,主要因为乘客需要乘坐长时间,而这对零件的抗磨损性和稳定性提出了很高的要求,并且列车的零件需要满足阻燃的性能要求。

认为,无论是卡特彼勒还是德国铁路公司,他们的特点都是公司的市场占有率高、产品线足够独特、备品备件需求量种类庞大,通过3D打印技术不仅仅满足了“随时随地”获得备品备件的灵活性,还节约了这些公司保有大量备品备件的成本,简化库存管理和减少异地运输的需求。

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液压传动和控制系统制造商派克汉尼汾开设“先进制造学习和开发中心” //www.luezhai.com/?p=9427 //www.luezhai.com/?p=9427#comments Fri, 23 Jun 2017 08:11:37 +0000 http://www.51shape.com/?p=9427 3D打印技术已成为多家液压系统制造商制造复杂液压零部件的选择,例如,工程和制造公司穆格MOOG,在金属3D打印液压零件领域的有着超过15年的探索经验,穆格的增材制造中心已用金属3D打印技术生产了6000多个液压零件。2017年,穆格收购了线性模具工程公司,该公司在金属3D打印领域拥有的超过十年的实践经验。全球领先的传动与控制专家博世力士乐则已将3D打印的砂模应用在了液压零件铸造领域。

Parker AM Facility

近日,另一家液压传动和控制领域的著名制造商派克汉尼汾(Parker Hannifin)也对外公布了其在3D打印领域的进展。派克汉尼汾在总部附近开设了“先进制造学习和开发中心”,工程师可以在该中心探索增材制造/3D打印、协同机器人技术等新兴技术。

派克公司表示,3D打印将为公司带来长期的机会,通过这个中心,派克全球范围内的分公司和运营团队都将能够获得最新的打印材料、3D打印设备和软件,使全球范围内的派克工程师更好的解决客户需求。

派克汉尼汾是液压传动和控制领域的著名制造商。派克汉尼汾制造的流体传动元器件和系统,广泛应用在机械控制和其他设备的传动、流量和压力领域。派克汉尼汾提供1,400多条产品线,应用于1,000多种工程机械、工业和航空航天机械中。

 

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意大利液压制造商分析何时使用金属3D打印技术制造液压件 //www.luezhai.com/?p=9040 //www.luezhai.com/?p=9040#comments Sun, 30 Apr 2017 23:35:55 +0000 http://www.51shape.com/?p=9040 制造液压零部件的方式通常包括对铸造件进行机加工,以及对金属棒料进行机加工。然而,从空客宣布的飞机扰流器3D打印液压件量产计划中,我们可以感受到金属3D打印这种增材制造技术已悄然成为液压件制造领域中的正式“成员”。那么,当企业需要制造液压零部件时,究竟是使用传统的制造技术,还是采用金属3D打印技术呢?意大利液压制造商Aidro Hydraulic的专家对此分享了一些经验。

减材 or 增材?客户需求是出发点

Aidro Hydraulic公司1982年成立,成立以来一直专注于设计和生产液压系统中的零部件,所推出的液压阀体产品包括方向阀、止回阀、流量阀、压力阀和比例阀。2017年,Aidro Hydraulic 在35年液压零部件传统制造经验的基础上正式推出了金属3D打印的液压产品,其中包括3D打印的液压阀体。

3D printed valve body
图片来源:Aidro Hydraulic

现在,无论增材制造技术还是以机加工为主的减材制造技术都已在Aidro Hydraulic生产线中得到应用。那么,Aidro Hydraulic 是如何在两种技术之间做选择的呢?对于这个问题,Aidro Hydraulic公司是从客户的具体需求出发进行考虑的,在确定使用哪一种制造技术之前,他们会对考虑以下几个因素:

生产数量:传统制造技术适合大规模生产,对于小批量的复杂液压件3D打印技术则更经济。

交期:用CNC机床加工金属棒料,制造周期为30-60天;如果是对液压铸造件进行加工,那么从铸造到完成加工的周期为6-12个月;用金属3D打印技术制造复杂液压件的周期可以缩短至几天之内,如果打印件需要进行机加工,则周期需要增加1-2周。

材料选择:液压零部件的制造材料必须具有足够的强度和耐腐蚀性,才能安全地应对液压系统的高压,传统液压技术中最常用的材料是碳钢,不锈钢和铝。 金属3D打印设备可加工的材料包括:不锈钢(AISI316L)、铝、钛(Ti6Al4V)、铬镍铁合金(625或718)、马氏钢…

原型设计:如果客户要制造的液压件是用于设计验证的原型,那么,金属3D打印技术则更具灵活性,它的价值在于可以短时间内同时打印出不同型号的设计原型。

Aidro Hydraulic 曾经服务过一家企业客户,客户当时的要求制造出少量堆叠式的减压阀。该阀体的传统标准品由镀锌钢铁制成,在需求数量少的情况下使用传统加工方式的成本相对昂贵,并且交期较长。在此情况下,Aidro Hydraulic 采用了增材制造技术为客户制造这些减压阀,打印材料为AISI316L不锈钢。

aidro valve
图片来源:Aidro Hydraulic

Aidro Hydraulic 针对增材制造技术对减压阀进行了重新设计,设计的结果是阀体的重量减少60%,阀体的结构壁与原始阀体相比拥有相当的力学性能。此外,Aidro Hydraulic用250bar的压力对金属3D打印的阀体进行了测试,测试结果达到传统阀体的水平。

Aidro Hydraulic针对这个减压阀,对减材制造技术和增材制造技术各自的优势分析如下:

comparison with machining valve

资料来源:Aidro Hydraulic

从这个对比图中我们可以看到,Aidro Hydraulic 推出金属3D打印液压产品的原因不仅是为了应对客户的小批量生产需求。当使用金属3D打印技术时,Aidro Hydraulic的设计师在进行产品设计时也获得了更大的空间,这有助于提升液压系统的性能。这一点,也是被空客这样的液压件应用客户所看重的一个因素。 了解到,空客与其合作伙伴针对增材制造技术对其飞机扰流器液压元件进行了多年的设计优化,得到的3D打印液压件与原来的液压件相比重量减轻了35%,3D打印的液压件使液压系统的效率得以优化,产生更少的热量,降低噪音,同时对液压动力的要求更少。

 

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案例 l 直接驱动伺服液压阀体的重新设计和3D打印 //www.luezhai.com/?p=9017 //www.luezhai.com/?p=9017#comments Fri, 28 Apr 2017 06:25:09 +0000 http://www.51shape.com/?p=9017 流体动力学领域正在迅速的适应金属3D打印技术,挖掘增材制造技术在液压产品尺寸、重量和设计自由度方面的潜在优势。英国 Domin Fluid Power公司利用金属3D打印技术,在液压泵和液压阀制造领域进行了探索。本期, 将分享一个Domin公司研发3D打印直接驱动伺服液压阀的案例。

优化内部歧管连接方案

Domin Fluid Power 制定了新的流体动力产品“稳定”设计的战略,这个战略建立在以金属3D打印技术作为制造方式的基础上。在此基础上,Domin公司对一些多年来都没有什么明显改变的液压流体动力零部件进行了重新设计与制造,包括直接驱动伺服液压阀。

3d printed hydraulic parts
图片来源:Domin Fluid Power

Domin Fluid Power重新设计与制造的3D打印直接驱动伺服液压阀,经历了上千小时的设计、分析、测试和评估。Domin Fluid Power表示重新设计的3D打印阀体在重量、体积上都得以降低,由于液压阀体压力损失的减少,阀体效率也得以提升。

在表面上看,这个阀体虽不像其他金属3D打印零件一样充满了独特的几何结构,但它内部的管道设计体现了增材制造技术的灵活性。Domin公司通过设计优化和增材制造技术,实现了更佳的内部歧管连接方案。

根据 的市场研究,液压阀体中有许多管道相交在一起,以往这些交叉歧管是通过机械加工交叉钻孔的方式制造的。由于机加工的角度限制,通常需要在流道内部添加插头来调整流量。而制造液压阀体的选择性激光熔化金属3D打印设备,则是通过一层一层融化金属粉末的方式来制造歧管,这种增材制造方式可以制造出复杂的内部歧管管路,给流体的流动路径优化设计带来了更大的空间。

3d printed servo valve

图片来源:Domin Fluid Power

了解到,Domin Fluid Power 在研发工作的基础上,逐渐摸索出3D打印液压件开发的“五部曲”:

基础工程

domin step 1
通过二维设计图纸与配套工程细化和确定产品规格,进行初步的成本估计。

概念设计

domin step 2
针对增材制造技术设计液压件的CAD模型,并进行详细的计算和有限元分析,以及通过流体动力学分析确保产品的高效和精准。

评估测试

domin step 4

基于证据的复杂设计决策。

细节设计

domin step 3
在正式的概念设计经过审查后,进行详细的工程设计,并产生详尽的成本模型。在这个阶段,外包制造商介入,并尽快启动液压产品的增材制造。

产品测试

domin step 5
液压产品的组装和测试在Domin内部进行,包括产品的高功率和高精度测试。

3d printed dual hydraulic valve control module
Domin 已按照 “五部曲” ,开发出不少3D打印液压产品,例如直升飞机中功能集成式的双液压阀控制模块(如上图)。

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案例 l 3D打印液压阀块进入生产领域 //www.luezhai.com/?p=8905 //www.luezhai.com/?p=8905#comments Mon, 17 Apr 2017 09:54:53 +0000 http://www.51shape.com/?p=8905 3D打印技术在液压系统制造领域中的应用越来越多,特别是在液压阀块增材制造领域,选择性激光熔化金属3D打印技术已成为液压阀块再设计与小批量生产的新技术。

意大利液压零件制造商aidro hydraulics公司就是其中一家将金属3D打印技术应用于液压阀块制造领域的企业。2017年,aidro hydraulics3D打印液压阀块的研发获得成功,目前他们已经具备通过3D打印技术制造特殊液压阀体的能力。

作为一家拥有30多年历史的传统液压零部件制造商,aidro hydraulics 为什么引入3D打印技术?3D打印为aidro hydraulics带来了怎样的竞争力? 在aidro hydraulics 首次成功3D打印的液压阀块案例中可以找到答案。

定制化生产高性能特殊液压阀体

液压系统可以作为动力传动方式,也可用作控制方式,在工业领域中的应用非常广泛,例如机床、工程机械、农业机械、汽车、飞机等机械,水利工程用的堤坝装置,发电厂发电厂涡轮机调速装置,以及军事工业中火炮操纵装置等领域都会应用到液压系统。

完整的液压系统包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中起到控制和调节液体的压力、流量和方向的作用。

aidro
图片:aidro hydraulics 3D打印的液压阀

aidro hydraulics成功开发的首个3D打印液压阀块,制造材料是不锈钢,作用是控制单作用气缸。

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图片:传统液压阀块

采用传统方式制造阀块时,首先要从一个金属块开始,通过传统制造方法将金属块修整为所需外形,然后钻出供液压流体流通的内部管路。而想要精确地钻出这些管路非常困难,管路需要在特定点准确交汇,但在一些“盲”钻位置上,管路时常无法精确对准。此外,钻洞时需要开工艺孔并在最后加以密封,这就导致组件有可能在工艺孔的位置发生泄漏。

aidro hydraulics 在设计3D打印阀块时进行了创新,液压阀块的内部管道经过了设计优化,使内部管路中的液流得到改善,整个阀块的体积也比传统设计的阀块更小了,潜在的液体泄漏问题也得以避免。

根据 的市场研究,如果选择金属3D打印技术来制造液压阀块,在进行产品设计时无需考虑交叉钻孔的设计约束,并且可以将锋利的角换成圆形弯曲的设计从而减少湍流现象。这种通过传统液压阀块制造技术无法实现的设计方案,通过金属3D打印是可以实现的,aidro hydraulics 公司也正是通过3D打印技术获得了更高的设计自由度。

aidro 1

图片:aidro hydraulics 3D打印的液压阀

在产品研发阶段,aidro hydraulics 可以在短时间内3D打印出多种不同的设计方案,通常3D打印一个液压阀块只需要几个小时。这将促进阀块设计的快速迭代,显著缩短产品的交货期。

接下来,aidro hydraulics 将使用金属3D打印技为一些有特殊需求的客户定制化生产小批量的液压阀块,作为其现有液压零部件生产能力的一种补充。目前,不锈钢(从AISI 304 到 316L)、铝、钛,以及部分新材料的阀块都能够通过3D打印设备进行小批量生产。

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ORNL实验室、卡特彼勒分别发力于工程机械3D打印零部件生产领域 //www.luezhai.com/?p=8695 //www.luezhai.com/?p=8695#comments Fri, 17 Mar 2017 06:06:56 +0000 http://www.51shape.com/?p=8695 工程机械制造行业早在90年代就已开始应用3D打印技术,经过多年的探索,卡特彼勒、博世力士乐等工程机械行业巨头都在积极地运用这一技术提升效率、降低成本以及打造核心竞争力。经过多年的探索,3D打印的定制化工装夹具、产品原型以及零件铸造中用到的砂模都已在工程机械领域发挥了重要作用。

近期,美国橡树岭国家实验室(ORNL)展示的世界首台3D打印挖掘机,以及卡特彼勒与3D打印专业服务商FIT公司建立的合作关系,都让人感受到3D打印技术又向工程机械零部件的直接制造和生产领域迈进了一步。本期, 就与谷友共同来了解一下ORNL 实验室在工程机械零部件增材制造方面取得的成果和卡特彼勒在3D打印应用领域的新动向。

科研成果和工程机械巨头双双指向生产领域
red 由3D打印直接制造的三大部件
美国橡树岭国家实验室(ORNL)与美国设备制造协会、国家流体协会等机构共同开发了全球首台3D打印挖掘机。这台3D打印挖掘机于3月11日在IFPE展会中亮相。

3d printed excavator
在这台挖掘机中包括了三个由3D打印设备直接制造的零部件:驾驶室、动臂和热交换器。

挖掘机动臂长约2.1米,重量约为181千克,是由ORNL新开发的大型金属零件3D打印设备制造的,打印材料为低成本的金属,动臂在设计时已经为液压零件预留好内置的通道。

挖掘机的驾驶室是由美国伊利诺伊大学厄本那香槟分校的学生工程设计团队设计的,驾驶室采用了仿生设计,设计灵感来自于大自然里弯拱的树枝,驾驶室重量约68千克,设计团队表示这一驾驶室相比传统设计方案的驾驶室减重25%,同时强度是可以保证的。驾驶室是由ORNL实验室的BAAM(大幅面增材制造) 3D打印设备和碳纤维增强复合材料制造的。

挖掘机的3D打印热交换器重量约5.9千克,打印材料是铝。

red 开发工程机械金属3D打印零部件
在首台3D打印挖掘机亮相后不久,工程机械巨头卡特彼勒公司宣布其与德国最大的3D打印服务商FIT签订了三年的合作协议,双方将共同开发工程机械中的铝、钛两种材料的3D打印零部件。长期以来,卡特彼勒根据用户的需求有针对性的开发工程机械设备,与FIT在3D打印金属零部件开发领域的合作,将加强卡特彼勒在工程机械设备定制化开发方面的实力。

Caterpillar AM factory

卡特彼勒增材制造工厂

相比ORNL实验室在3D打印直接制造工程机械大型零部件领域的探索性成果,或许卡特彼勒与FIT 合作开发的3D打印零部件能够更快的进入到工程机械生产领域, 认为卡特彼勒和FIT在增材制造技术和应用领域积累的大量经验为此奠定了基础。

根据 的市场研究,卡特彼勒早在1990年就建立了快速原型实验室,该实验室使用了大量的3D打印设备来制造推土机、挖掘机以及其他设备的零件原型,并且为生产车间制造工具。后来该实验室并入卡特彼勒成立的增材制造集团,集团使用FDM,SLA, SLS等3D打印设备制造测量工具、展示模型,组装夹具,手工具以及其他的功能部件。2016年,卡特彼勒在美国的研发中心成立了3D打印与创新加速器,从产品创新、为增材制造而设计和铸造三个方向推进3D打印技术的应用和成果转化。

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FIT 工厂内部

FIT公司则不仅仅是一家3D打印服务商,该公司在软件、设计、工艺、材料等方面是全面发展的,其业务主要围绕着三块核心领域开展:原型、增材制造设计与制造(ADM)以及研发,研发板块主要涉及到系统、工艺以及材料的开发。不仅如此,FIT的业务还包括将自己打造的高度自动化的增材制造工厂和经验“复制”给需要将3D打印技术应用到生产领域的客户。FIT的增材制造工厂是高度自动化的,包括粉末的上下料装置,供粉装置通过工厂上方的管道贯穿起来,工厂通过软件来处理复杂的数据流,并记录工厂里所有的运转操作情况,这一系列的管理方式打造了工厂在精益生产领域的竞争力。

 
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Frontior l ORNL3D打印仿生结构的挖掘机,将用来在火星建房子? //www.luezhai.com/?p=7322 //www.luezhai.com/?p=7322#comments Wed, 28 Sep 2016 07:18:20 +0000 http://www.51shape.com/?p=7322 在日常生活中我们所见到的挖掘机是由工程机械制造商大规模制造的,制造过程中需要用到铸造、机械加工等多种制造技术,还要通过装配线将大量的零部件装配在一起,而大名鼎鼎的ORNL(美国橡树岭国家实验室)却采用了仿生设计的理念和3D打印技术制造出了一个不同寻常的挖掘机。3D打印挖掘机的开发团队还给这个挖掘机定了一个小目标,让它到火星上去建房子。

ORNL 在3D打印领域具有极强的探索能力和丰富的经验,他们通过BAAM 3D打印技术制造的汽车已经被Local Motors 公司商业化了,所以ORNL 能够推出3D打印挖掘机这一点也不让人感到意外。

仿生结构重量轻、用料少

2014年ORNL 迎来了一群工程师客人,他们来自于高效流体动力中心(CCEFP),工程师们被ORNL 制造的3D打印汽车深深的吸引住了。3D打印技术为汽车的设计带来了极大灵活性,这辆3D打印汽车仅拥有几十个零部件,其中的奥妙是在汽车设计伊始设计师就采用了为增材制造而设计的思路,在设计时主要考虑零部件的功能性,将过去需要由多个零部件组成的结构优化成为单个、复杂的零部件。

3d-printed-excavator-armORNL实验室3D打印的钢挖掘机臂
来源:Shawn Millsaps

这辆3D打印汽车激发了高效流体动力中心工程师们的想象力,他们设想如果利用3D打印技术和相同的设计理念,是否可以制造出一台挖掘机呢? 有朝一日人们是否可以将3D打印机运送到火星,然后自动打印出一台挖掘机,并用它在火星上建造房子呢? 如今,在高效流体动力中心和ORNL的合作下,3D打印的挖掘机已取得了进展。

3d-printed-excavator-cab整个驾驶室由3D打印机一次性完成制造,无需装配

来源:Shawn Millsaps

这台挖掘机拥有一个长约0.5米的3D打印臂和一个0.19 平方米的3D打印驾驶室,以及部分3D打印发动机零部件。3D打印驾驶室的设计来自于美国伊利诺伊大学厄本那香槟分校的五人工程设计团队,在进行驾驶室建模时设计团队使用了Autodesk Fusion 360建模软件和拓扑优化软件。驾驶室采用了仿生设计,设计灵感来自于大自然里弯拱的树枝,驾驶室重量约68千克,设计团队表示这一驾驶室相比传统设计方案的驾驶室减重25%,同时强度是可以保证的。

认为拓扑优化技术在驾驶室结构优化和材料分布上起到了关键作用,3D打印技术则在进行复杂仿生结构驾驶室的整体制造方面发挥了重要作用。通过这样的设计理念制造的挖掘机,所需的零部件数量和制造材料将大大减少,装配的工作量将也随之降低,为实现机械的小规模、分布式制造创造了可行性,ORNL 对3D打印挖掘机进行探索的现实意义也正在于此。

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工程机械巨头卡特彼勒的3D打印与创新加速器 //www.luezhai.com/?p=5896 //www.luezhai.com/?p=5896#comments Thu, 21 Apr 2016 02:25:54 +0000 http://www.51shape.com/?p=5896 工程机械巨头卡特彼勒(Caterpillar)公司在位于美国伊利诺伊州Mossville的全球研发中心成立了卡特比勒3D打印与创新加速器,该加速器的作用是促进产品创新。
卡特比勒3D打印与创新加速器由三个部分组成:

Caterpillar AM factory

1、创新加速器

创新加速器共有上、下两层空间。二楼是创新团队在一起进行头脑风暴、收集创意、探索无限可能性的空间。在一楼,创新团队可以使用各种工具和实体材料制作出粗略的概念模型。当团队想要得到更加精准的版本时,他们可以穿过走廊来到增材制造工厂,打印出精细的3D模型,或者联系制造团队成员为其加工出最终得零部件。

2、增材制造工厂

卡特彼勒将3D打印技术用于快速原型、生产小批量工装夹具、小批量铸造模具已有多年历史,新的增材制造工厂的出现将该公司的3D打印应用水平提升到了新台阶。其增材制造工厂的工作重点包括以下几个方向:

-快速原型:用于快速验证创新的产品设计;

-为了增材而设计(DFAM):原来的传统制造技术设计思路的影响,为增材制造而设计是当前普及3D打印技术的最大障碍。卡特彼勒在增材制造工厂侧重与培养工程设计人员的增材制造设计思维,鼓励他们使用增材制造技术进行产品设计上的颠覆;

-备品备件:增材制造工厂负责生产部分已经停产的工程机械备品备件,以满足售后服务的需求;

-合作:与3D打印、设计、材料等各领域专业人士展开合作,共同促进产品创新。

3、Cat®微铸造厂(Cat® MicroFoundry)

铸造几乎遍布卡特彼勒公司产品制造系统的各个环节,即使是小批量的新产品也需要投入大量资金和时间将产品铸造出来。为了降低小批量新产品铸造的资金成本和时间成本,

卡特彼勒在公司内部的大型铸造厂里成立了新的Cat®微铸造厂,通过使用砂模3D打印技术快速制造砂模,并使用砂模快速铸造小批量产品。

 

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中联重科运用3D打印机技术提高工装质量 //www.luezhai.com/?p=2297 //www.luezhai.com/?p=2297#comments Tue, 30 Dec 2014 03:08:39 +0000 http://www.51shape.com/?p=2297 为了改善工装开发进度,提高工装质量,中联重科智能技术公司配备了FDM 3D打印机,并通过该设备进行了系列工装的开发。

工装夹具

FDM型3D打印机,即快速成形技术的一种机器,它是一种以数字模型文件为基础,通过直接熔融丝状塑料,逐层叠加来构造物体的技术。工装,即生产制造过程中所用的各种工具的总称。为提高智能技术公司的产品品质,提升生产效率,分公司利用3D打印机开发了一系列工装,如:PLC(可编程逻辑控制器)焊接定位工装、塔机调试接线工装、点火开关旋钮工装、环卫开关盒元器件定位工装等,所有这些工装都是利用3D打印机加工完成,比外包加工制造工装效率提高300%以上,且随时可以根据产品变化修改工装。

经2013年上半年外包和2013年下半年利用3D打印机加工工装对比发现,外包加工工装费用和加工周期下降了近90%。如要加工比较复杂的工装,还可解决外包商加工困难的问题。以塔机调试接线工装为例,塔机调试工序需要将调试台不同的线接到端子排上,然后再测试塔机控制柜各个元件工作状况。调试工装就是缩短调试的接线时间,调高调试效率,使调试频率与塔机流水线的节拍一致。当外包商接到图档及对应的产品端子排后,一直无法找到合适的弹片,且对弹片折弯存在技术难题,如果为了几十件弹片开模具折弯,费用太高,成本控制不下,工装报价高达800元/套,且他们没有加工制作这类工装经验,难于保证工装质量。为此,智能技术公司尝试自己制作,弹片利用链式端子的连接废料,员工自己手动折弯。主体通过3D打印机打印3块拼接,所有的做好后就开始组装调试,最后给生产试用,反馈效果不错,目前已经制作塔机5610型号一系列调试接线工装。

2014年分公司的目标是“以提高智能技术公司的生产效率为目标,同时以提高产品质量为中心,不断进行生产改善,提高产品品质”。

(来源:模具材料网)

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