雷尼紹推金屬3D打印工業(yè)4.0智能制造方案，未來工廠將是這樣

2019年4月17日，南極熊參觀了在北京的第十六屆中國國際機(jī)床展覽會(huì) (CIMT2019)，發(fā)現(xiàn)英國雷尼紹推出了一套涉及金屬3D打印的““未來工廠”技術(shù)和智能化制程控制解決方案”。雷尼紹是一個(gè)精密工程和制造技術(shù)領(lǐng)域的跨國公司，專注研發(fā)為業(yè)界引入新科技全方位制程控制，為金屬加工和制造業(yè)轉(zhuǎn)型帶來新思維、新應(yīng)用。這套方案以金屬3D打印航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的各個(gè)生產(chǎn)階段為例，包括從金屬增材制造 (AM)（又稱“3D打印”）、傳統(tǒng)的CNC加工，其中涉及到的制程自動(dòng)化、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)、智能化制程控制等方面的方案。

△智能制造的工序流程


△新鮮出爐的金屬3D打印發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，一盤一次性可制造20個(gè)

雷尼紹RenAM 500Q增材制造系統(tǒng)上制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，其制程速度是單激光系統(tǒng)的4倍，有助于將金屬增材制造技術(shù)引入新行業(yè)，為之前缺乏經(jīng)濟(jì)效益的應(yīng)用增添使用動(dòng)力；競爭優(yōu)勢在于提升每個(gè)零件生產(chǎn)效率的同時(shí)降低成本，而精度或質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)單激光系統(tǒng)相比絲毫不打折扣；核心技術(shù)是光學(xué)系統(tǒng)和控制軟件；激光光束通過四個(gè)通道進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)聚焦后被引入一個(gè)獨(dú)立的控溫振鏡底座。振鏡底座內(nèi)置四對(duì)數(shù)控掃描振鏡，可引導(dǎo)激光覆蓋粉末床的整個(gè)工作區(qū)域。

△雷尼紹RenAM 500Q，4激光金屬3D打印機(jī)，每個(gè)激光器功率為500W，加工速率高達(dá)150立方厘米/小時(shí)；配有自動(dòng)化粉末和廢料處理系統(tǒng)，粉末和惰性保護(hù)氣體的處理效率提高，有助于實(shí)現(xiàn)工藝品質(zhì)的一致性，減少人機(jī)交互時(shí)間并確保高標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)安全性；同時(shí)配有InfiniAM Spectral 軟件提供加工過程的數(shù)據(jù)反饋，InfiniAM Central 軟件提供及時(shí)的觀察和分析，例如可以發(fā)現(xiàn)打印缺陷，及時(shí)阻止進(jìn)一步的打印損失。

△四束激光可以同時(shí)熔融金屬粉末，高效率生產(chǎn)


△實(shí)現(xiàn)智能金屬3D打印方案的四步曲：

• 設(shè)計(jì)-金屬3D打印復(fù)雜的零部件
• 校準(zhǔn)和優(yōu)化設(shè)備（確保精度、減少停機(jī)）
• 金屬加工的精密測量（機(jī)內(nèi)檢測、機(jī)內(nèi)檢測、閉環(huán)制程控制）
• 質(zhì)量控制（五軸CMM技術(shù)）
  

要想自動(dòng)化智能生產(chǎn)，需要依靠下面這個(gè)步驟，機(jī)器校準(zhǔn)產(chǎn)品。雷尼紹全新的XK10激光校準(zhǔn)儀。XK10用于機(jī)器校準(zhǔn)與優(yōu)化，有助于客戶獲得數(shù)字化、可重復(fù)的制程能力。

△在機(jī)床上使用XK10測量垂直度

隨后，一只機(jī)械手將工件放入雷尼紹Equator™比對(duì)儀的測量空間內(nèi)。Equator比對(duì)儀通過在車間現(xiàn)場提供高重復(fù)性、無溫度要求、多用途并且可重新編程的比對(duì)測量方案，實(shí)現(xiàn)智能化制程控制。借助雷尼紹推出的智能化制程控制軟件，用戶可以通過任意一臺(tái)Equator比對(duì)儀直接對(duì)數(shù)控機(jī)床執(zhí)行自動(dòng)制程控制和刀補(bǔ)修正。

△已經(jīng)3D打印好的金屬發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，機(jī)械手把葉片放入Equator比對(duì)儀的測量空間內(nèi)，進(jìn)行比對(duì)測量；通過軟件，智能化制程控制機(jī)床的刀路，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的制造。

最后，在序后控制上，可以在坐標(biāo)測量機(jī) (CMM) 上使用雷尼紹REVO®五軸測量系統(tǒng)測量工件。該系統(tǒng)可提供一個(gè)多類型傳感器平臺(tái)，能夠進(jìn)行高速接觸式掃描和非接觸式影像測量，可以看到雷尼紹的SFP2表面粗糙度檢測測頭。SFP2能夠提高REVO系統(tǒng)的表面粗糙度測量能力。通過將表面粗糙度測量和尺寸檢測功能完美整合到單一測量平臺(tái)上，REVO在測量時(shí)間、工件搬運(yùn)和投資回報(bào)方面將具有無可比擬的優(yōu)勢。


△3D打印葉片組裝成品測量


△雷尼紹中國區(qū)總裁Francesco Tivegna

雷尼紹中國區(qū)總裁Francesco Tivegna先生解釋說：“對(duì)于想要充分利用工業(yè)4.0優(yōu)勢的企業(yè)來說，智能化加工過程至關(guān)重要。CIMT為雷尼紹提供了一個(gè)平臺(tái)，我們可以借此展示雷尼紹如何幫助全球合作伙伴將高水平的自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)制程中，從而使他們快速獲得未來智能工廠具有的優(yōu)勢。”

“要永葆競爭力，制造企業(yè)必須不斷追求降低加工誤差、提高加工重復(fù)性的目標(biāo)，要適應(yīng)客戶時(shí)刻變化的需求，還要致力提升工廠的自動(dòng)化水平。雷尼紹應(yīng)用于整個(gè)工廠的全系列智能化制程控制解決方案，以及將這些智能解決方案應(yīng)用到復(fù)雜的實(shí)際制程中的豐富經(jīng)驗(yàn)，正可在這些領(lǐng)域?yàn)槿�球客戶帶來�?shí)實(shí)在在的價(jià)值�！�

△雷尼紹數(shù)控機(jī)床用機(jī)內(nèi)應(yīng)用程序和智能手機(jī)應(yīng)用程序，GoProbe工件測頭設(shè)定選項(xiàng)

在展會(huì)現(xiàn)場，南極熊充分領(lǐng)略了雷尼紹各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的精彩魅力 — 包括機(jī)內(nèi)測頭測量、對(duì)刀和Equator比對(duì)測量等等 。這些技術(shù)將可能大大提升工廠的自動(dòng)化水平，讓制造企業(yè)當(dāng)下即可擁有滿足“未來工廠”要求的高效精密制造能力。


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