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金属3D打印在汽车系列生产中的应用

金属3D打印是汽车系列生产的必经之路。未来,每年至少将生产50000个批量生产的零件和10000多个零件和备件。这一目标得到了IDAM联合项目的支持。

宝马集团的增材制造系列产品

IDAM项目的12个项目合作伙伴,包括中小企业、大型公司和研究机构,迫切希望将金属3D打印转变为一个产业化和高度自动化的汽车工业系列工艺。亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所ILT和亚琛工业大学数字化增材制造生产DAP主席通过他们在增材制造技术领域多年的经验为该项目提供支持。

2019年3月27日,IDAM联合项目在慕尼黑举行了启动会议

1.无需额外成本的产品个性化需求

IDAM的目标是促进“汽车系列工艺增材制造(AM)的产业化和数字化”。在这个项目中,金属3D打印的使用应可持续地加强德国的技术先锋作用和德国本身作为制造地点的地位。通过将金属3D打印集成到汽车工业的传统生产线中,IDAM将使他们能够取代高成本和耗时的工艺,例如模具的生产,并且无需额外成本即可满足产品定制的需求。

2.每年至少50,000个连续部件的增材制造生产

两条模块化和几乎完全自动化的金属3D打印生产线正在两个地方安装:一个是宝马集团在慕尼黑的增材制造中心,另一个是汽车供应商GKN Powder Metallurgy在波恩的工厂。在那里,IDAM团队正在使AM技术符合资格认证,以生产相同的零件以及基于特定组件的零件和备件。目标数量代表联合项目想要设定的信号。在未来,有可能通过AM生产线高质量、低成本压力地每年生产至少50000个批量生产的组件和10000个零件与备件。

这种结构优化的差速器壳体由GKN Powder Metallurgy&Porsche Engineering共同开发,是许多新型3D打印E-Drive应用之一。

3.降低3D打印金属零件的成本

上述两条位于波恩和慕尼黑的AM生产线,它们涵盖了从数字到物理组件制造到后处理的整个过程。各个模块可以通过生产线的模块化结构适应不同的生产要求,并在必要时进行替换。此外,它们的工艺步骤可以灵活地控制和利用。考虑到汽车生产线的整体情况,项目合作伙伴计划将流程链中的人工活动份额从目前的约35%减至5%以下。此外,3D打印金属部件的单位成本将减半。

4.中小企业开发系列化和模块化的生产系统

最重要的是,中小企业的专业知识,在项目联盟内AM生产线模块的概念、提供和联网方面占有突出地位。除此之外,它们还可以自动化各个工艺步骤之间的接口,或者开发一个支持系列的模块化生产系统,用于金属3D打印,作为项目的一部分。

5.工业标准和行业相关的质量特征

作为该项目的一部分,IDAM合作伙伴将开发一个用于金属3D打印的系列准备和模块化生产设施,其中包括粉末处理、监测和后处理的自动化过程。研究机构正在承担过程控制、数字孪生和预防性质量提高等任务。由于涉及大型工业公司,这些相关模块可在实际条件下大规模地用于AM生产线。还可以确定工业标准,并制定出与行业相关的质量特征。只有通过这种跨学科合作,IDAM项目才能全面检查汽车系列工艺的金属3D打印,并在生产中建立可持续发展机制。


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