В рамках совместного проекта, координируемого Daimler (Штутгарт, Германия) и в рамках инициативы по финансированию Photonic Process Chains (Производственные Цепочки Фотоники) Федерального министерства образования и науки (BMBF; Бонн, Германия), пять компаний и два исследовательских института объединились для изучения вопросов интеграции Аддитивных производственных процессов  в серийном производстве автомобилей. Проект, получивший название AutoAdd, сфокусирован на процессе Лазерного сплавления по  порошковому  слою (laser powder-bed fusion, LPBF), который был разработан в Институте лазерных технологий им. Фраунгофера (Fraunhofer ILT; Аахен, Германия).

На фото 1: Аддитивное производство, дизайн фабрики будущего. (Авторское право: TRUMPF, Дитцинген, Германия)

Исследовательские проекты должны интегрировать производственные процессы на основе фотонов, такие как металлическая 3D-печать, в процедуры планирования продукции. Данный Проект направлен на разработку гибких концептуальных конструкций гибридного производства, которые отрасль может использовать для производства индивидуальных и сложных продуктов более эффективно, чем раньше.

Из 14 совместных проектов в рамках инициативы финансирования, проект AutoAdd направлен на то, чтобы в автомобильной промышленности было проще использовать аддитивное производство,  срок исполнения три года. Партнеры проекта сосредоточили свое внимание на интеграции цепочки процессов LPBF в автомобильной индустрии массового производства, чтобы создать цепочку аддитивных  процессов и, таким образом, снизить себестоимость единицы продукции. BMW Group (Мюнхен, Германия) и Daimler определили требования к цепочке аддитивных процессов, которые производители промышленных лазерных станков Trumpf (Ditzingen, Германия) и Fraunhofer ILT использовали для разработки различных установок LPBF и заканчивая концептуальными проектами. Результатом стали потенциально готовые к производству оптические конструкции, а также модульная архитектура системы, которая, например, позволяет использовать несколько источников луча и так называемый принцип сменного цилиндра. Кроме того, команда проекта разработала многообещающие автоматизированные концепции постобработки, включая удаление опорных конструкций, и проанализировала новые масштабируемые материалы, производимые GKN (Radevormwald, Германия).

Наконец, Технологический институт Карлсруэ (KIT; Карлсруэ, Германия) оценил проекты новых заводов: используя имитационную модель, инженеры из Института производственных наук (WBK; также в Карлсруэ) визуализировали примерную, традиционную технологическую цепочку, в которой они были способны проектировать различные возможные концепции установок LPBF. С помощью таких методов, как анализ затрат или сравнительный анализ, они смогли сравнить новые подходы с технической и экономической точек зрения с предыдущими.

Поскольку модульные цилиндры и использование химической обработки погружением в ванну с химическим реактивом теперь можно использовать для удаления компонентов (периодически) на этапе последующей обработки, вся цепочка процесса может быть автоматизирована, что экономит непроизводительное время и повышает общую рентабельность. Проектная команда AutoAdd также разработала общие метрики для оценки производственного оборудования LPBF и определила их для наиболее популярных производителей оборудования в рамках масштабного сравнительного анализа. Используя стандартизированные тестовые задания с различными образцами испытаний, промышленные пользователи теперь могут рассчитывать переносимые показатели, с помощью которых они смогут найти наиболее экономичную систему для своих целей. Кроме того, один из наиболее важных моментов, необходимых для подготовки технологии аддитивного производства к серийному производству, — воспроизводимость механических свойств — был продемонстрирован и оценен на нескольких передовых производствах. Интеграция экономической цепочки аддитивных процессов в массовое производство автомобилей теперь может считаться возможной после завершения проекта.

Образец для испытаний с опорами, удаленными с помощью  химического процесса. (Авторское право: Fraunhofer ILT, Аахен, Германия)

В 2019 году появится еще один проект, частично основанный на нынешних результатах, касающийся линейной интеграции процессов аддитивного производства для реализации разработанной цепочки аддитивных процессов.

Компания:  www.ilt.fraunhofer.de.

Источник