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全球十大超级增材制造工厂盘点:美德领跑世界

2016-09-20 09:33
蓝林笑生
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  目前,全球各地都出现了作为服务提供商的区域性打印中心。这种发展的特点在于从“原型制造”过渡到了根据需要、可灵活的进行工业规模化批量生产。相信不少增材制造用户已经感受到了原始的经典制造方法的问题和压力:缺乏空间,需要扩充机械设备,操作任务、尤其是操作时间增加等。而增材制造工厂的问世将极大的改变这一长期困惑全球制造企业的难题。

  增材制造技术就是一种三维实体快速自由成形制造新技术,它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势。

  NO.1 美国巨头GE的“增材制造工厂链”

  一直以来,通用电气(GE)都是研发和应用3D打印技术的行业领先者。早在2015年,他们就已经投资两亿美元在印度建设了一家3D打印万能工厂,不久之前又投资4000万美元(约合2.5亿人民币)在美国匹兹堡打造了一座3D打印技术研发中心。不过看上去,这些还远远不能满足这家跨国企业的胃口。因为不久前,他们在南加州的产业园又开始兴建一座3D打印工厂。

  这座新工厂(AMW)是GE的首座先进制造工厂,占地面积为11600平方米,将配备包括3D打印、机器人、自动化生产线和管理软件在内的众多先进技术,从而执行它的主要功能——为能源行业开发新型的高科技制造和原型解决方案。它有望令GE率先成为下一代的数字制造巨头。为此,GE已经投入了超过7300万美元(约合4.7亿人民币,果然是财大气粗)。除了规模宏大,节能也是AMW的一大特征。它采用了低透光率的玻璃,能有效阻挡阳光直射;还使用了超高效率的LED灯以及智能控制系统,能最大限度避免电能浪费。

  实际上,这家增材制造工厂只是GE开设的一系列新型工厂的其中一座。考虑到当前技术发展的速度飞快,全球性的竞争亦非常激烈,财大气粗的GE为保持全球领先的地位,已经在全球各地相继开设了为数众多的增材制造工厂,已满足其全世界市场的需求。然而,GE的野心也不止如此,他们极有可能再次建设多所这样的工厂。然后形成一个囊括众多高兴技术的超大型制造体系。

  NO.2 美国卡特彼勒的3D打印与创新加速器

  美国卡特彼勒(Caterpillar),已经在其伊利诺伊州莫斯维尔的全球研发中心设立了3个新的3D打印创新工厂。这三个创新工厂的设立,将有助于公司“推动未来发展,促进进一步合作、创新以及研发加速”。

  据悉,卡特比勒3D打印与创新加速器由三个部分组成:

  1、创新加速器:创新加速器共有上、下两层空间。二楼是创新团队在一起进行头脑风暴、收集创意、探索无限可能性的空间。在一楼,创新团队可以使用各种工具和实体材料制作出粗略的概念模型。当团队想要得到更加精准的版本时,他们可以穿过走廊来到增材制造工厂,打印出精细的3D模型,或者联系制造团队成员为其加工出最终得零部件。

  2、增材制造工厂:卡特彼勒将3D打印技术用于快速原型、生产小批量工装夹具、小批量铸造模具已有多年历史,新的增材制造工厂的出现将该公司的3D打印应用水平提升到了新台阶。其增材制造工厂的工作重点包括以下几个方向:快速原型:用于快速验证创新的产品设计;为了增材而设计(DFAM):原来的传统制造技术设计思路的影响,为增材制造而设计是当前普及3D打印技术的最大障碍。卡特彼勒在增材制造工厂侧重与培养工程设计人员的增材制造设计思维,鼓励他们使用增材制造技术进行产品设计上的颠覆;备品备件:增材制造工厂负责生产部分已经停产的工程机械备品备件,以满足售后服务的需求;合作:与3D打印、设计、材料等各领域专业人士展开合作,共同促进产品创新。

  3、Cat微铸造厂(CatMicroFoundry):铸造几乎遍布卡特彼勒公司产品制造系统的各个环节,即使是小批量的新产品也需要投入大量资金和时间将产品铸造出来。为了降低小批量新产品铸造的资金成本和时间成本。卡特彼勒在公司内部的大型铸造厂里成立了新的Cat微铸造厂,通过使用砂模3D打印技术快速制造砂模,并使用砂模快速铸造小批量产品。

  NO.3 德国工业巨头西门子

  德国工业巨头西门子正在进一步加大对3D打印行业的投资。不久前,该公司宣布将在瑞典Finspng开设一间大规模制造金属3D打印部件的工厂。这不仅是瑞典国内的首家此类工厂,也标志着西门子首度正式进军金属3D打印部件的工业生产领域。据了解,这家工厂的总投资约为2亿瑞典克朗(约合1.55亿人民币)。

  西门子公司在瑞典的这家工厂将配备先进的金属3D打印机器,其主要用于快速成型、快速制造和本公司的工业燃气涡轮机系列部件的快速修复。目前,该工厂从操作人员到工程师总共约有20名雇员。对于西门子来说,开设该金属3D打印工厂是一项具有战略意义的重大举措。

  由于与传统的制造方法相比,金属增材制造已经被证明可以将生产周期缩短高达90%,同时可以制造出结构更加复杂、机械性能更好、更加经久耐用的部件。通过这笔投资,他们可以开发新的或者改进的部件,以及更快地维修工业燃气轮机——比如SGT-800等。使用3D打印这种创新的技术,能够将维修时间从几个月缩短到几周,效率可谓是大大提高。

  NO.4 德国工业级3D打印机生产商EOS

  说起工业级3D打印机生产商EOS的增材制造工厂,最近的也就是在今年5月4日的时候,EOS举行了隆重的剪彩仪式,以庆祝该公司美国德克萨斯州Pflugerville的最新一家增材制造(AM)工厂开业。

  据悉,在Pflugerville的这家工厂的主要功能是为EOS日益增长的北美市场提供更多的服务和支持。在2015财年,EOS在北美市场的销售已经超过1亿美元。据了解,这家新成立的工厂将包括一个创新实验室(iLab),在这里EOS的应用工程师可以跟客户直接互动;一个陈列着该公司全线增材制造系统的展厅;以及一个AM风投部门,帮助把初创公司的想法变为现实。为客户提供更好、更快的服务和支持。

  EOS设在Pflugerville的工厂将包括以下几个功能部门:1、创新实验室(iLab)——在这里进行的材料和系统测试将帮助EOS的专家们直接与客户进行互动,并克服设计和制造方面的障碍针对特定的终端部件量身定制解决方案;2、AM风投(AMVentures)——该部门主要帮助创业者借助增材制造将他们的想法投入市场。AMVentures负责创意的制造端,而创业团队则负责营销和销售。这也是EOS在全球首次推出的一个此类项目;3、工作展厅(Working Showroom)——该展厅里包含所有的EOS系统:从较小的EOSM100金属系统到更大的EOSM400系统,以及小型和大型的塑料系统等。展厅还为客户提供基本的实际操作培训,以及“AM体验”之旅;4、区域系统修改(Regional System Modifications)——在现场对系统和软件进行定制化的修改;5、服务热线和售后支持(Service Hotlineand Aftermarket Ordering)——该工厂将作为耗材(比如过滤器和材料等)的分销中心;6、应用咨询(Application Consulting)——EOS专家将会直接与潜在和现有客户进行沟通,以确定某种应用是否可以引入增材制造。

  NO.5 挪威40台金属3D打印机组建超级工厂

  挪威金属3D打印公司Norsk Titanium(NTi)成立于2007年。最近几年,该公司开始大量吸引来自美国的关注和投资,因为它不仅将业务从石油和天然气领域扩展到航空航天业,并且还与美铝公司(Alcoa)、波音、空中客车等众多知名公司进行合作,它甚至还和纽约州政府达成了合作关系。NTi享有专利的等离子体快速沉积(RapidPlasmaDeposition,RPD)技术属于定向能量沉积(directedenergydeposition,DED)金属3D打印工艺的一种。不同于直接金属激光烧结(DMLS)和类似技术,DED能3D打印近净形的超大金属零件,随后再用减材技术对这些零件进行加工。

  据了解,为满足不断增长的市场需求,挪威钛正在与纽约州立大学理工学院(SUNYPI)合作,计划用40台MERKEIV建起一座超级3D打印工厂。一旦建成,这座工厂就有望创造近400个新的就业岗位并在未来10年中吸引超过10亿美元投资。

  目前,第一批的20台MERKEIV已经运抵工厂,而剩下的20台也将在2016年9月底之前到位。虽然根据挪威钛和SUNYPI的计划,这座工厂要到2017年才开始运营,但考虑到这对组合在各自的领域均是佼佼者,以及MERKEIV强大的性能,这座工厂有望在未来爆发出无穷的力量,一举提高3D打印技术的地位,从而彻底改变全球制造业的格局。

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