В марте 2019 года консорциум из 12 партнеров из разных секторов: аддитивного, автомобильного, исследовательского и промышленного запустил проект IDAM (Индустриализация и цифровизация аддитивного производства). По своей сути, проект направлен на устранение ограничений метода лазерного плавления в порошковом слое (LPBF) AM, включая отсутствие автоматизации и высокие сопутствующие затраты, которые препятствуют внедрению технологии для промышленного серийного производства в таких отраслях, как автомобилестроение.

Инициатива в 20 миллионов евро частично финансируется Федеральным министерством образования и науки Германии (BMBF) и объединяет 12 партнеров: из сферы порошковой металлургии GKN , BMW Group , Aconity GmbH, Concept Reply GmbH, Myrenne GmbH, Intec GmbH, Kinexon Industries GmbH , Volkmann GmbH, Schmitz Spezialmaschinenbau GmbH, кафедру цифрового аддитивного производства DAP, Институт лазерной технологии им. Фраунгофера ILT и Технический университет Мюнхена (кафедра формовки и литья металлов).

Каждый партнер вносит свой вклад в конкретную область знаний, чтобы помочь создать пилотную линию для полностью автоматизированного промышленного производства. Цель IDAM - построить две пилотные линии - одну на заводе GKN PM в Бонне, а другую на заводе BMW Group в Мюнхене, чтобы продемонстрировать цифровую и управляемую IoT производственную линию для 3D-печати автомобильных компонентов. Когда эти пилотные линии начнут работают, консорциум IDAM планирует производить более 10 000 запасных частей в год, а также не менее 50 000 серийных компонентов. Одним из ключевых моментов, которые отличают IDAM от других концепций автоматизации AM, является то, что он основан на конечном пользователе, а не на поставщике. Пилотная линия IDAM будет охватывать открытую архитектуру, которая может быть адаптирована для любой системы LPBF.

Отдельные модули пилотной линии IDAM

GKN PM является ключевым членом консорциума IDAM и принимающей стороной одной из двух пилотных линий на своем предприятии в Бонне, Германия. Компания использует свои обширные знания в области серийного производства обычной порошковой металлургии, а также свой опыт в производстве металлических добавок для создания промышленного автоматизированного предприятия. Модульный подход в IDAM также позволяет цифровым связям использовать другие технологии AM в портфеле GKN (например, Metal Binder Jetting, Multi Jet Fusion) и получать выгоду от новых разработок. В рамках проекта IDAM GKN PM выступает в качестве моста между различными участниками проекта, переводя концепции разработки процессов с академической стороны в прикладные стратегии.

«Сейчас мы на полпути к дорожной карте IDAM», - говорит Себастьян Блюмер, менеджер по технологиям Laser AM в GKN Powder Metallurgy. «В настоящее время мы находимся на этапе проверки концепции модулей пилотной линии. Мы готовимся к получению оставшихся модулей к началу 2021 года, что даст нам около года для их тестирования и сертификации. Другими словами, цифровая архитектура почти закончена, и мы сейчас на стадии прототипа. Мы стремимся подключить модули пилотной линии к нашим внутренним системам для имитации рабочего процесса IDAM».

Создание цифровой архитектуры

За прошедший год партнеры консорциума IDAM достигли прогресса в создании пилотных линий оцифрованного AM, решая ряд вопросов, в том числе этапы предпечатный, печатный и постпечатный. Одной из наиболее важных проблем, рассматриваемых на данном этапе проекта, является создание цифровой архитектуры, включая цифровые стандарты и обзор IoT-цепочки процессов AM. Цифровая архитектура, охватывающая весь процесс AM, имеет решающее значение для обеспечения связи между модулями цепочки процессов AM и достижения надежности, необходимой для серийного производства.

Одним из самых больших препятствий в адаптации цифровой архитектуры является создание комплексного решения для различных систем LPBF, которые различаются по своим интерфейсам в цепочке процессов. Различный характер систем LPBF на рынке делает сложным внедрение интерфейса, который является одновременно надежным и гибким. В настоящее время GKN PM проводит аттестацию недавно приобретенной четырех лазерной системы EOS M300-4, тестирует стратегии воздействия нескольких лазеров и повышает производительность системы. Новая металлическая система AM была установлена ​​на заводе в Бонне в мае 2020 года.

ГКН ПМ определяет производственный потенциал стали ДП 600

По мере того, как проект IDAM приближается к середине своего пути, одним из наиболее заметных достижений является идентификация металлического порошкового материала GKN PM, который демонстрирует отличный потенциал для индустриализации на автомобильном рынке. Материал DP 600, двухфазная сталь, механические свойства которой можно отрегулировать с помощью методов термообработки.

Распыленный газом материал, который в настоящее время проходит валидацию в системе EOS M300-4, демонстрирует степень удлинения от 13% (в сборе) до 22% (с термообработкой) и предел прочности при растяжении 950 МПа (как построено) до 700 МПа (с термообработкой). Эти настраиваемые свойства делают двухфазный стальной материал хорошим кандидатом для нескольких конструкционных автомобильных применений, а также для других применений на промышленном рынке. Дальнейший потенциал снижения стоимости на одну деталь может быть достигнут при использовании распыленных водой порошков для будущих применений.

Источник