控制增材制造,3d打印

封面故事:用于3d打印(也用于增材制造)的软件工具正变得越来越复杂和集成,以提高速度和质量,限制材料浪费,并适应材料多样性。自动化和控制如何帮助推进增材制造?

通过马克·霍斯克 2017年6月7日

增材制造(AM)和其他3d打印技术正随着控制和设计软件的紧密集成以及知识产权从一个阶段到下一个阶段的无缝转移而不断发展。最近的增材制造发展包括一个新的西门子平台,以支持全球增材制造市场的完整愿景,标准的制定ASTM国际以及未来增材制造材料、设计和工艺的研究NextManufacturing中心卡内基梅隆大学。

连接资源

西门子在今年4月的汉诺威工业博览会上公布了一个新的在线协作平台计划,旨在为全球制造业提供按需产品设计和3d打印生产,以推进其工具集成以支持全球增材制造行业。西门子产品生命周期管理(PLM)软件业务正在开发的零件制造平台,预计将提供一个能够连接全球制造社区的所有成员的环境,以最大限度地利用资源,获得增材制造专业知识,并扩大商业机会。

例如,通过将零件买家与微型工厂连接起来,该平台旨在实现全球各地需要的按需3d打印生产零件。此外,该平台将包括协作能力,以帮助简化共同创新过程,并加速使用3d打印作为工业零件的主流生产方法。

改进的生产流程

西门子PLM软件总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarn表示,该公告解决了“所有增材制造市场参与者的不同需求——从设计师和工程师到制造商、3d打印机原始设备制造商、材料供应商和软件提供商。”Hemmelgarn建议,这样做将有助于分布式工业增材制造和共同创新,同时“连接所需的人员、技术、设备和专业知识,以有效地解决相互的商业机会。”

该平台预计将创建一个“在线生态系统,由来自各个领域的高素质成员组成,如产品设计师、作业车间、零件买家、3d打印机原始设备制造商、材料供应商、专家服务提供商、微型工厂等。”参与者将能够连接并“使用最新的增材制造软件工具发起产品的共同创新”。

该公司表示,更容易连接的优势可能包括更多地接触设计专家、零件买家、服务、更好的工作调度,以及减少在所需地点获得最终用途零件生产数量的时间,以及更好的调度和机器利用率,以及更多地获得最新的系统、技术和专业知识,以实现工业零件和数量的可重复生产。该数字平台预计将于2018年年中推出。

增材制造标准

标准是5月份在宾夕法尼亚州匹兹堡召开的增材制造会议(RAPID+TCT)上讨论的议题之一。ASTM国际增材制造项目总监Mohsen Seifi博士解释说,开发增材制造标准的新框架是在2016年通过两家标准开发组织(ASTM国际和国际标准化组织(ISO))之间的协议创建的。这项工作旨在协调与原料材料、工艺、设备和成品性能相关的标准的创建,同时支持航空航天、医疗设备、汽车和其他行业的标准。

ASTM国际开发业务主管Pat Picariello解释说,ASTM国际正在帮助创建增材制造标准化路线图,这是由一个被称为增材制造标准协作组织(AMSC)制定的计划。在一个相关小组中,美国超导公司主席吉姆·威廉姆斯(Jim Williams)主张在航空航天、国防、医药和其他领域制定新的增材制造标准和规范。

增材制造的未来研究

会议的另一个组成部分是增材制造的学术研究。卡内基梅隆大学的NextManufacturing Center举办了一场研讨会,旨在促进增材制造技术的讨论,并促进行业、政府和非营利部门之间的合作。演讲嘉宾包括来自通用电气、Ansys、Arconic和ATI粉末金属等公司的顶级行业专业人士;Catalyst Connection和America Makes代表;以及来自卡内基梅隆大学、宾夕法尼亚州立大学和匹兹堡大学的研究人员。

控制工程我们询问了两位会议发言人,根据他们的研究和实地经验,就3d打印技术应用于制造业提出了一些建议。

卡内基梅隆大学机械工程教授、NextManufacturing Center主任Jack Beuth博士表示:“过程监测和控制可能是目前增材制造研究中最重要的应用领域,在未来10年或更长时间内,它将继续成为AM创新的驱动力。”此外,Beuth指出,“金属行业的公司应该非常认真地对待增材制造,继续收集信息,并继续重新评估增材制造可能如何影响他们的业务。这个过程变化非常迅速,我们所看到的一切都告诉我们,从现在开始,变化的速度将会加快。”

卡内基梅隆大学材料科学与工程教授、next制造中心副主任Anthony Rollett博士说:“我们强烈鼓励粉末床机器的用户了解,他们的特定机器有一个基于工艺物理的良好工艺窗口。此外,可以通过关注各种细节来延长过程窗口。”

由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑,控制工程mhoske@cfemedia.com,使用了来自西门子、ASTM国际和卡内基梅隆大学工程学院的材料。

更多的建议

关键概念

  • 一、数字部件制造平台可以连接不同位置的资源
  • 全球设计在增材制造、3d打印方面,工程技术也得到了扩展
  • “分开时间”的想法随着3-D打印在工业上的应用越来越广泛。

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增材制造的发展

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凯霍加社区学院拥有先进制造技术的半挂车,包括数控加工、焊接技术、3d打印和可编程逻辑控制的培训。

西门子和Materialise已经将Materialise的增材制造(AM)技术集成到西门子的NX软件中,为使用AM生产的快速增长的产品简化了设计到制造过程。新的解决方案利用成熟的Materialise技术,使NX计算机辅助设计、制造和工程(CAD/CAM/CAE)软件能够准确和完整地为粉末床融合和材料喷射3d打印工艺准备CAD模型。因此,从完整的产品设计到完全3d打印部件所需的时间可以减少30%或更多。两家公司1月份达成的合作协议使西门子的产品生命周期管理(PLM)软件业务能够通过其全球销售渠道销售集成软件。

NextManufacturing中心卡内基梅隆大学的增材制造研究中心拥有20多名来自不同学科的研究人员,研究增材制造的相关加工、材料、成本和设计挑战。卡耐基梅隆大学的研究人员表示,他们正在研究使用从生物材料、软材料到金属材料等各种材料的添加剂技术;NextManufacturing Center特别关注直接金属工艺,合并工艺所有部分的数据,以创建对技术的全面集成理解。

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