生成制造:一层一层地完成部件

作者:本刊编译 文章来源:PT塑料网 发布时间:2020-07-20
克朗斯特别注重对应用类别、材料和打印工艺的组合,在项目开发过程中,采用一种3D打印工艺制造了各种各样的零部件,以测试它们的工业用途。比如,其中一个部件是一种3D打印的饮料罐逆向器。

在工业领域中,3D打印与机器人、数字化和机器学习一样,被认为是未来的主要议题之一。这项工艺也被称作增材制造或生成制造(generative manufacturing),是将创建的三维CAD模型转换成二维的层,然后在打印过程中连续地应用。

现在,3D打印的零部件已在汽车、飞机制造和医疗技术领域得到了应用,但也适用于流水线生产,尤其是饮料和液态食品工业中的订制机器吗? 

德国克朗斯公司一直致力于解决这些问题,该公司确信:生成性的零部件制造为机械工程行业提供了各种各样的机会,即使是极小的批量,如生产原型,3D打印都能实现经济高效的生产。这对于为旧机器提供备件而言特别有利,毕竟,部件不再需要存放,相反,修改设计后,就可以在短时间内复制出来,而无需特殊制造的模具,理想情况下,甚至可以分散制造。这样,客户除了能快速获得备件外,还能为其机器订制零配件。

但是,为了实现此类的3D打印应用,需要考虑的因素很多:这种生成制造的部件必须承受生产中遇到的应力,以及根据应用的类别,选用力学性能和耐化学性适合的材料。每一个部件的安装都很简单,它们必须满足克朗斯严格的设备性能规定,这不仅包括稳定性,还包括材料的柔韧性和耐清洗剂性能。

基于此,克朗斯特别注重对应用类别、材料和打印工艺的组合,在项目开发过程中,采用一种3D打印工艺制造了各种各样的零部件,以测试它们的工业用途。

比如,其中一个部件是一种3D打印的饮料罐逆向器(can inverter)。

“3D打印这种饮料罐逆向器(can inverter)具有很多挑战,开发团队必须分析多个点,比如,涉及运动学,即饮料罐在倒转时要具有最佳的运动顺序;还涉及摩擦特性,即饮料罐与材料之间的摩擦行为。”克朗斯增材制造技术专家Andreas Neuber解释道。

因此,选用的基本材料虽然简单但却性能优良,同时配合了一种特别耐磨损的轮廓。

“当然,开发工作需要进行多次尝试。适合增材制造的饮料罐逆向器(can inverter)的三维模型是由计算机辅助设计的,然后进行打印。测试中,很快就能发现需要作哪些修改,而且可以快速实施。”Andreas Neuber说道。

结果,获得了一种3D打印的饮料罐逆向器(can inverter),而且生成制造显著缩短了部件的采购时间。另一方面,由传统手动加工制造的饮料罐逆向器(can inverter)总会产生形状偏差,而3D打印却可以随时复制出理想的饮料罐引流配置,而且还能快速轻松地适应新的容器设计。

克朗斯项目经理Thekla Herrmann补充道:“下一步,这种饮料罐逆向器(can inverter)将在现场试验中接受严格的检验。在接下来的几个月里,我们将看到它的表现。

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