當(dāng)一家公司的3D打印生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到一定的程度時(shí)，自動(dòng)化就需要被提上議程。近日，3D打印技術(shù)參考注意到，寶馬集團(tuán)新近實(shí)施了一項(xiàng)名為POLYLINE的項(xiàng)目，成為首個(gè)成功實(shí)施大規(guī)模聚合物零件自動(dòng)化增材制造生產(chǎn)線的項(xiàng)目。

需要指出的是，寶馬至此已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)金屬3D打印、聚合物3D打印以及砂型3D打印的全自動(dòng)化產(chǎn)線生產(chǎn)！

01 2023，聚合物3D打印自動(dòng)化產(chǎn)線

POLYLINE項(xiàng)目的主要成員包括BMW、DyeMansion、EOS和Grenzebach?，他們?cè)趯汃R增材制造園區(qū)實(shí)現(xiàn)了三年前項(xiàng)目開始時(shí)的目標(biāo)：使真正的高吞吐量3D打印批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。

寶馬集團(tuán)增材制造、預(yù)開發(fā)和規(guī)劃主管評(píng)論道，“POLYLINE自動(dòng)化流程鏈適合下一代打印機(jī)和我們的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)要求，其標(biāo)準(zhǔn)化接口是一種與系統(tǒng)無關(guān)的解決方案，這對(duì)于擴(kuò)大增材制造規(guī)模至關(guān)重要?！?/p>

POLYLINE項(xiàng)目匯集了來自德國(guó)的15家工業(yè)和研究合作伙伴，共同開發(fā)下一代數(shù)字化生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線已用于生產(chǎn)汽車行業(yè)的塑料零件。其目的是通過增材制造以高通量生產(chǎn)線系統(tǒng)的形式補(bǔ)充傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)（如機(jī)械加工、鑄造等）。

該項(xiàng)目由德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部資助，總額為1070萬歐元。該項(xiàng)目的明確期限為三年。高端汽車制造商寶馬集團(tuán)將POLYLINE項(xiàng)目安置在慕尼黑的增材制造園區(qū)，并接管了不同項(xiàng)目合作伙伴的協(xié)調(diào)工作。

EOS是全球領(lǐng)先的金屬和塑料工業(yè)3D打印技術(shù)提供商，通過其EOS P500 SLS系統(tǒng)提供打印功能，該系統(tǒng)專為高度自動(dòng)化并集成到現(xiàn)有生產(chǎn)線而開發(fā)。EOS P500的自動(dòng)化和集成水平因每個(gè)用例而異，并且可以根據(jù)每種情況進(jìn)行專門調(diào)整。在這種情況下，機(jī)器確保了最高的可靠性、最高水平的均勻性、重復(fù)性和再現(xiàn)性。EOS 聚合物系統(tǒng)主管評(píng)論道，“我們?cè)趯汃R集團(tuán)和汽車行業(yè)開發(fā)了這一技術(shù)，現(xiàn)在我們可以將其采用并調(diào)整到其他行業(yè)，”。

作為工業(yè)流程自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，格林策巴赫為該項(xiàng)目貢獻(xiàn)了其在制造流程智能和安全網(wǎng)絡(luò)方面的專業(yè)知識(shí)。格林策巴赫增材制造主管指出，“自動(dòng)化的主要優(yōu)點(diǎn)是提高設(shè)備的生產(chǎn)率，減少設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，并為員工創(chuàng)造一個(gè)安全的工作環(huán)境。”

在POLYLINE項(xiàng)目中，包括Exchange P500/4解決方案，該解決方案直接安置在打印機(jī)上，自動(dòng)更換打印缸并并冷卻剛打印完的缸體，通過安全運(yùn)輸容器和自動(dòng)導(dǎo)引車，以及帶有 KLT處理和箱式拾取機(jī)器人的單元，用于進(jìn)一步處理和分類組件。此外，聯(lián)合開發(fā)適合所有工藝站工業(yè)使用的自動(dòng)化硬件和軟件接口是格林策巴赫工作包的核心組成部分。

DyeMansion是工業(yè)聚合物3D打印后處理解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者，負(fù)責(zé)為最終應(yīng)用提供正確的外觀和感覺，涉及后處理的所有環(huán)節(jié)，如清潔、表面處理和著色。DyeMansion的流程完全可追溯，確保質(zhì)量穩(wěn)定。Powershot DUAL Performance滿足物理自動(dòng)化要求，可以連續(xù)運(yùn)行，無需操作員在場(chǎng)。DyeMansion首席技術(shù)官兼聯(lián)合創(chuàng)始人表示：“POLYLINE項(xiàng)目的成功表明，通過3D打印可以實(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)化工廠，而這僅僅是一個(gè)開始?！?/p>

02?2022，金屬3D打印自動(dòng)化產(chǎn)線

2022年5月，3D打印技術(shù)參考報(bào)道了寶馬集團(tuán)的另一個(gè)項(xiàng)目——IDAM項(xiàng)目成功實(shí)施。該項(xiàng)目仍然由德國(guó)教育和研究聯(lián)合部門 (BMBF) 資助，寶馬集團(tuán)牽頭，與吉?jiǎng)P恩、亞琛工業(yè)大學(xué)、弗朗霍夫激光技術(shù)研究所在內(nèi)的12家企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)共同參與推動(dòng)，所有成員都有一個(gè)共同的目標(biāo)——在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域徹底改變金屬3D打印的使用方式，降低成本和減少工時(shí)（如模具制造環(huán)節(jié)），更好的滿足定制產(chǎn)品的需求。

寶馬因此建立了一條數(shù)字聯(lián)網(wǎng)的全自動(dòng)金屬3D打印生產(chǎn)線，并為汽車系列生產(chǎn)做好了準(zhǔn)備。通過將金屬3D打印集成到汽車行業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)線中，IDAM計(jì)劃每年至少批量生產(chǎn)50000個(gè)組件和10000個(gè)零配件用于汽車生產(chǎn)，同時(shí)保證零件的一致質(zhì)量并釋放目前極高的成本壓力。

無人駕駛運(yùn)輸系統(tǒng)被集成在IDAM生產(chǎn)線的模塊之間，全自動(dòng)運(yùn)輸3D打印機(jī)的移動(dòng)成型倉(cāng)。這些機(jī)器由中央控制單元進(jìn)行協(xié)調(diào)，各個(gè)生產(chǎn)線模塊的所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)在中央控制單元中匯聚，確保了最高的生產(chǎn)率和質(zhì)量。

在IDAM項(xiàng)目實(shí)施期間，開發(fā)了自動(dòng)生成3D打印數(shù)據(jù)的新概念。全自動(dòng)模塊將使用過后的舊金屬粉末運(yùn)送到加工站，在那里進(jìn)行獨(dú)立處理。部件的后處理在專門設(shè)計(jì)的工作站中進(jìn)行，這些工作站也是全自動(dòng)的。組件的質(zhì)量是重中之重，IDAM通過使用傳感器在線監(jiān)控3D打印過程來保證零件質(zhì)量，使用CMOS相機(jī)和高溫溫度計(jì)檢查來自熔池的排放物質(zhì)，此外，還使用AI算法將記錄的數(shù)據(jù)與實(shí)際組件質(zhì)量相關(guān)聯(lián)。

03 砂型3D打印的自動(dòng)化產(chǎn)線

除聚合物3D打印自動(dòng)化產(chǎn)線成功實(shí)施外，3D打印技術(shù)參考還注意到，寶馬集團(tuán)最近展示了一條砂型3D打印的自動(dòng)化產(chǎn)線。

定制的低排放解決方案將voxeljet的高速VX1300-X 3D打印機(jī)集成到全自動(dòng)的預(yù)處理和后處理工作流程中，包括用于固化3D打印芯材的工業(yè)微波。最新一代 VJET-X 3D打印機(jī)的打印速度提高了十倍，砂芯的無工具設(shè)計(jì)允許以前所未有的速度進(jìn)行變體更改，而無需耗時(shí)的工具更換和生產(chǎn)停機(jī)。未使用的材料 100%回收并在生產(chǎn)過程中重復(fù)使用。

Voxeljet創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官表示，“寶馬蘭茨胡特工廠的全自動(dòng)3D打印生產(chǎn)線不僅是Voxeljet的一個(gè)重要里程碑，也是整個(gè)3D打印和汽車行業(yè)的一個(gè)重要里程碑。我們相信，這種定制的、接近零排放的解決方案將成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

END

3D打印自動(dòng)化產(chǎn)線項(xiàng)目無疑將會(huì)給增材制造技術(shù)的工業(yè)化規(guī)模實(shí)施帶來巨大改變，同時(shí)促進(jìn)效率及成本效益的進(jìn)一步提升。一旦減少了人工參與，3D打印廠房將真正變成了黑燈工廠，各環(huán)節(jié)的自動(dòng)化運(yùn)行將使人們看到3D打印真正成了革新制造技術(shù)的重要推手。

寶馬集團(tuán)作為汽車行業(yè)的頭部企業(yè)，成功實(shí)施覆蓋幾乎所有類型的3D打印生產(chǎn)線項(xiàng)目，勢(shì)必推動(dòng)該行業(yè)實(shí)施增材制造技術(shù)的規(guī)模，并引領(lǐng)該行業(yè)加大實(shí)施的力度。

注：本文內(nèi)容由3D打印技術(shù)參考整理編輯，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)。