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    增材制造 - 逐层形成最终部件
      13. 七月 2020

      增材制造 - 逐层形成最终部件

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      增材制造 - 逐层形成最终部件.

      在工业领域,3D打印与机器人技术、数字化和机器学习同属最大的未来课题。这种技术也被称作增材制造或者生成加工,首先将CAD软件生成的3D模型转换成二维的堆层,然后在打印时将各个堆层相互叠加。3D打印元件目前已经应用于汽车行业、飞机制造业以及医学领域。但是,这种技术是否也适用于机械制造、尤其是饮料和液态食品行业的特种机械?或者说,较少的批量和更多的个性化产品是否成为限制因素?

      很多年以前,克朗斯就已经针对这些问题开展研究,坚信:增材方式的零部件加工可以为机器制造领域提供大量的机遇和可能。因为3D打印也能低成本地实现最小的批量,例如,样机制造。对于老一代机型的备件供应,这种技术同样具有优势。借此,这些备件不需要存放在仓库中,在完成结构调整后,很快就能不需要专用工具完成生产,理想情况下甚至可以采用离散生产方式。用户不仅可以快速得到所需备件,还能获得按照其机器量身定制的部件。

      对于这种3D打印的应用实施,还需要注意几个关键因素:增材制造的部件必须能够承受生产过程中产生的负荷,依据不同的应用领域,其材料需要具有非常高的机械和化学强度。“每一个部件都必须满足克朗斯设备的性能要求。除了稳定性,还包括弹性和材料抗化学清洗剂的能力”,克朗斯增材制造工艺师Reinhard Ortner解释说。“基于这个原因,我们重点关注应用场合、材料和打印工艺之间的相互关系。对于研发项目,我们利用3D打印技术加工各种不同的构件和元件,并检验其工业化应用能力。”

      来自3D打印机的翻罐器

      这些项目中的一个实例就是3D打印易拉罐的翻罐器。“通过增材方式生产翻罐器,这蕴藏着一些挑战。研发团队必须对大量的节点进行分析,例如,按照运动学原理优化易拉罐翻转时的运动轨迹。此外,还要关注摩擦学特性,即易拉罐和材料之间的摩擦特性”,增材制造工艺专家Andreas Neuber解释说。因此,我们采用了一种简单、但具有良好效能的基材,将这种材料组合成一种特别坚固的耐磨轮廓。“当然,研发过程需要多次尝试。翻罐器的3D模型按照增材加工工艺进行调整,利用CAD软件完成设计,然后进行打印。测试时,很快就能发现所需的调整,然后立即实施”,Neuber先生讲述。

      其成果是3D打印的易拉罐翻罐器,基于增材制造工艺,明显缩短了采购时间。另外一个优势:传统的翻罐器采用手工制造,成型时始终存在偏差。借助3D打印技术,可以随时再现理想的易拉罐轨迹,此外,还可以快速、简单地按照新的罐形进行调整。项目经理Thekla Herrmann补充说:“下一步,这种翻罐器将在生产现场完成精确测试。在今后几个月, 我们将看到这种翻罐器能否经受住考验。”

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