DMG MORI整合兩種金屬3D打印技術和機加工，推出整合制造工藝鏈
時間：2018-10-15 11:49 來源：3D科學谷 作者：中國3D打印網 閱讀：次
3D打印是一種具有靈活性的技術，對設計的約束較少，借助3D打印技術設計師能夠實現一些復雜的設計方案，例如：輕量化結構、功能集成的一體式結構。目前國內在應用3D打印技術的時候，經常局限在3D打印應用階段，并沒有像國際上將3D打印技術與傳統制造技術進行有效的銜接。就拿3D打印隨形冷卻模具的應用來說，通常3D打印服務商將3D打印完好的半成品外包給機加工企業進行后期的表面精加工，而不是在一條生產線下完成所有的制造流程，這使得3D打印應用的發展在國內仍然處于片段化的局面。
但是很多3D打印的金屬零件需要進行機械加工來生成精密的表面，當金屬3D打印技術的應用從制造零件原型發展為小批量零件生產時，該技術如何與企業車間中的其他機械加工設備相融合，構成增材、減材制造整合工藝鏈，將是一個必然要解決的問題。通過DMGMORI的綜合性數字化市場戰略來共同領略3D打印融入產線的發展趨勢。
面向工業4.0的綜合性數字化
更低的單件成本、生產自動化和高靈活性是高效率生產的關鍵。根據3D科學谷的市場觀察，DMG MORI正在打造其綜合性數字化市場戰略 – 從任務計劃到準備，再到生產和監測及服務，構成連續的數字化。
DMG MORI 的Sauer工廠在幾年前開發了混合型增材制造設備LASERTEC 65 3D，該設備在5軸數控加工中心上組合了激光沉積焊接（3D打印）功能，在2017年DMG MORI 又通過對Realizer的收購進入到了粉末床選區激光熔融3D打印領域。
DMG MORI 在以上兩種金屬3D打印技術解決方案的基礎上，推出了四條不同的增材、減材整合制造工藝鏈，工藝鏈包括金屬3D打印設備和機械加工設備，還包括相應的管理系統。
DMG MORI 四條增材、減材整合制造工藝鏈，圖片來源：DMG MORI
激光沉積焊接與機械加工工藝鏈
DMG MORI 的兩種基于激光沉積焊接3D打印技術的加工設備，配有Siemens NX additive/ hybrid(西門子NX 增材/混合)系統。
在DMG MORI 的理解中，金屬3D打印是一種制造步驟，而不是一個單獨的解決方案，任何進入增材制造設備的零件都將基于CAD建模數據。同樣，當零件在增材制造設備上完成時，作業不會完成，很多情況下在增材制造過程之后，零件需要進行機加工，所以貫穿整個制造過程的數據平臺是至關重要的。
DMG MORI 的激光沉積焊接增材制造工藝鏈中， 包括Siemens NX 的hybrid CAD / CAM數控編程，材料數據庫的技術參數，過程監控和文檔。
圖片來源：DMG MORI
一種工藝鏈包括兩種混合型增材制造設備-LASERTEC 65 3D hybrid 和LASERTEC 4300 3D hybrid。 LASERTEC 65 3D hybrid 集成了激光沉積焊增材制造工藝與5軸加工工藝，LASERTEC 4300 3D hybrid 則集成了激光沉積焊增材制造工藝與DMG MORI 的車銑復合加工工藝，可進行六面車銑加工。
DMG MORI 混合型設備能夠在一個生產過程中使用不同的材料，使零件具有特殊性能。
另外一種工藝鏈仍是基于激光沉積焊增材制造工藝，但是該工藝鏈中的增材制造設備-LASERTEC 65 3D 是一臺單一的激光沉積焊增材制造設備。 根據3D科學谷的了解，該設備是DMG MORI 為已經安裝了5軸加工機床的制造企業提供的，作為現有加工技術的一種補充。DMG MORI 稱，這種組合將確保客戶生產能力的最大化。
粉末床選區激光熔融與機械加工工藝鏈
這兩種基于粉末床增材制造設備所配的設備管理系統為CELOS。CELOS 是CAM編程和機床控制的完整軟件解決方案，該系統已完善了DMG MORI 基于粉末床工藝的LASERTEC 30 SLM二代設備的工藝鏈，通過該系統零件能夠以更短的時間完成外部編程并傳送到設備。DMG MORI 稱，CELOS系統將保證增材制造零件的預處理和后處理流程得到優化。
圖片來源：DMG MORI
其中一種工藝鏈是LASERTEC 30 SLM粉末床選區激光熔融二代設備與DMG MORI 的DMU 50 等5軸銑床相結合，即在零件完成3D打印之后，通過5軸設備進行精加工。
第四條工藝鏈也是LASERTEC 30 SLM粉末床選區激光熔融與5軸加工設備的結合，但不同的是，在該工藝鏈中DMG MORI 配備的加工解決方案是先完成零件的機械加工，接下來由LASERTEC 30 SLM二代設備在機械加工零件基礎上完成需要增材制造的部分。
Review
DMGMORI已經在全球建立了5家增材制造卓越技術中心：比勒菲爾德，弗朗頓，芝加哥，東京，上海。
而DMGMORI在數字化領域有著其獨特的優勢，其中包括機床方面提供數字化工作流程的CELOS，幫助用戶生產高精度的工件、以數字化的方式準備加工任務的軟件、制定高級生產計劃的新解決方案和特有的技術循環。
為了遠程溝通，DMGMORI的NETservice是一種先進的遠程服務工具。通過其SERVICEcamera和作為網絡接口的IoTconnector，多用戶會議功能允許多名用戶、服務工程師或其它專家直接接入網絡，相互合作，共同尋找問題的解決方案。
此外，通過基于網頁且獨立于制造商的平臺WERKBLiQ，與機床維護和維修有關的任何人都能在15個模塊幫助下相互連接在一起。因此，在價值創造的每一個層面，DMG MORI都提供連續的數字化技術。NETservice和WERKBLiQ還可完成一系列服務功能。包括高效率地實施和制定上門服務計劃、機床維護和維修服務。
可以說軟件是數字化制造的核心，而在實現兩種增材制造和機械加工的無縫集成中軟件也起到了關鍵的作用。
在這方面，Siemens PLM 已推出了增材制造無縫集成軟件解決方案，其產品涵蓋增材制造增值過程的每一個階段。這意味著整個數字化流程鏈都處在統一的集成式關聯軟件環境下，因此可以使用標準化的用戶界面進行操作。用于工程、仿真、生產制備和3D打印的工具都集中于同一系統中，無需進行容易致錯的數據轉換，同時也可以消除信息遺失所帶來的風險。這為3D打印設備制造商和增材制造用戶帶來單臺機器的小規模生產迅速過渡到工業規模的批量生產的機會。
機械加工技術可以說是金屬3D打印零件生產過程中的一個環節，但實現兩種技術之間的銜接是充滿挑戰的。3D 打印技術在制造復雜零部件方面的優勢，有時會因為要顧及到后續機械加工中所產生的挑戰而被減弱。如果在最初設計與制造3D打印零件時沒有充分考慮到后續機械加工中所面臨的挑戰，則可能因為零件加工失敗而產生損失。但如果通過大量試錯的方式來摸索如何成功的加工一款3D打印零件，無疑會使企業承擔高昂的成本。
在設備硬件方面，同樣需要為實現增材、減材制造的無縫銜接下一番功夫。通過DMG MORI 發布的四條工藝鏈可以看出，零件先后需要經過3D打印增材制造與銑削等多個制造步驟，零件從一臺加工設備移至下一臺設備時存在如何夾緊、對齊，相對于參考系統如何進行幾何定位等問題，這類問題也是致力于打造增材、減材整合工藝鏈的設備制造商需要解決的問題。機械加工行業的另一家設備企業GF 阿奇夏米爾是通過統一的卡盤和校準軟件來解決以上這類問題的。
不僅僅是DMGMORI在打造全流程的工藝鏈，根據3D科學谷的市場觀察，在GF 阿奇夏米爾與EOS 合作推出的模具增材制造設備AM S 290 Tooling 中集成了System 3R MacroMagnum 卡盤，配合參考點許可校準軟件，3R卡盤可以實現工件在多種不同工藝之間的快速而精準的裝夾和定位。比如說，在阿奇夏米爾隨冷模具解決方案中，3D打印設備將在機械加工預制件上進行模具鑲件的增材制造，此時3R卡盤發揮了重要作用。在進行打印前首先將預制件安裝在工裝板上，并在工裝板背面安裝3R卡盤，然后通過CMM測出預制件的精確位置，接下來將預制件安裝在AM 290的工作臺夾頭上，經過設備的補正軟件進行補正后，即可在預制件上精確的進行3D打印。
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