【工控中國(guó) 技術(shù)前沿】你對(duì)智能制造有何遐想？年輕的3D打印產(chǎn)業(yè)正期待著一個(gè)完全自動(dòng)化的工廠，進(jìn)行生產(chǎn)的不只是一個(gè)產(chǎn)品，而是幾百個(gè)，甚至上千個(gè)的數(shù)字串行制造模式。　　“我們回過(guò)頭來(lái)看增材制造，其發(fā)展趨勢(shì)就像電視，從原來(lái)黑白相間，連人影都看得默默糊糊的小“盒子”，再到彩色電視，再到現(xiàn)在的超薄大屏幕的數(shù)字電視，其發(fā)展中脫胎換骨的感覺(jué)讓人無(wú)法將這一技術(shù)定格在電視曾經(jīng)的模樣。
　　
　　雖然與塑料的3D打印以及其他方式的金屬3D打印不同，粉末床激光融化技術(shù)走向自動(dòng)化串行生產(chǎn)還需要克服很多障礙，如如何自動(dòng)清理未融化的金屬粉末，如何將工件從基臺(tái)上切割下來(lái)，如何去支撐結(jié)構(gòu)，如何進(jìn)行下一步的數(shù)控銑削等等，然而三大跡象表明全自動(dòng)3D打印工廠是現(xiàn)實(shí)的。”
　　
　　粉末床激光融化－呼喚自動(dòng)化時(shí)代到來(lái)
　　
　　金屬3D打印尤其是粉末床激光融化3D打印對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)還是個(gè)新事物，隨著基于金屬粉末床增材制造技術(shù)取得的快速進(jìn)展，包括構(gòu)建尺寸，構(gòu)建速度，工藝配置和質(zhì)量保證等。ConceptLaser于2015年底就提出了”明天工廠”的概念，這一概念包含了三個(gè)重要方面：數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集成到生產(chǎn)環(huán)境和自動(dòng)化的過(guò)程。
　　
　　這預(yù)示著年輕的3D打印產(chǎn)業(yè)正期待著一個(gè)完全自動(dòng)化的工廠，進(jìn)行生產(chǎn)的不只是一個(gè)產(chǎn)品，而是幾百個(gè)，甚至上千個(gè)的數(shù)字串行制造模式。而2016年空客將開(kāi)始A320飛機(jī)上的大尺寸的“仿生”機(jī)艙隔離結(jié)構(gòu)－Scalmalloy零件的串行生產(chǎn)，確認(rèn)了全自動(dòng)3D打印工廠不是想象，而是很快就走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
　　
　　模塊化的設(shè)計(jì)理念
　　
　　ConceptLaser靈活的機(jī)器裝載以及空間分離、安裝和拆卸程序是其“明天工廠”的模塊概念一大特征，完全自動(dòng)化的系統(tǒng)，連續(xù)生產(chǎn)的零件。通過(guò)外部的機(jī)械或手動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)完成過(guò)程之間的銜接，機(jī)器的不同組件從設(shè)計(jì)的時(shí)候就預(yù)留了自動(dòng)化接口。
　　
　　另外一家公司，AdditiveIndustriesSystem是其加工過(guò)程中就集成了高度的自動(dòng)化，包括粉料管理、零件清洗、平臺(tái)清除、存儲(chǔ)等過(guò)程，都是發(fā)生在機(jī)器內(nèi)部的。不管是化整為零，還是高度集成，這兩種方法都為增材制造走向智能化生產(chǎn)提高了模塊化的基礎(chǔ)。
　　虛擬制造軟件
　　
　　數(shù)字工廠即將到來(lái)的第二個(gè)跡象是，更的虛擬工廠制造模擬軟件成為可能。增材制造靈活性很高，但并不是沒(méi)有限制。拿Autodesk的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件Within來(lái)說(shuō)，這樣的軟件生成的產(chǎn)品只能通過(guò)增材制造尤其是粉末床激光融化技術(shù)來(lái)制造，而仿真模擬優(yōu)化軟件更進(jìn)一步保證了這樣的設(shè)計(jì)作品能夠通過(guò)增材制造來(lái)完成的。
　　
　　3DSim軟件提供了的透視金屬3D打印工藝過(guò)程的解決方案，專為增材制造而生的美國(guó)3DSim的exaSIM仿真軟件基本上創(chuàng)造了多物理參數(shù)multi-physics，多層次multi-scale的高通量3D打印仿真方案，提供包括優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)、零件結(jié)構(gòu)分布、零件方向以及變形補(bǔ)償?shù)慕鉀Q方案，提高增材制造速度，精度。
　　
　　另外還有GeonX的虛擬工廠，為軟件設(shè)計(jì)工程師分析過(guò)程參數(shù)的影響，更經(jīng)濟(jì)的評(píng)估假設(shè)的情景。以及Materialise,Netfabb,Polygonica的軟件都為三維建模到增材制造的無(wú)縫銜接提供了保障。　　3D打印數(shù)字工廠是真實(shí)的
　　
　　數(shù)字工廠即將到來(lái)的第三個(gè)也是后一個(gè)跡象是大型企業(yè)已經(jīng)在行動(dòng)。除了空客2016年的計(jì)劃，GEAvio航空在意大利的已經(jīng)購(gòu)買了10臺(tái)Arcam的EBM電子束融化技術(shù)設(shè)備和EOS的DMLS激光融化技術(shù)設(shè)備，以及金屬粉末霧化單元和全自動(dòng)化的集成系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。
　　
　　現(xiàn)在，越來(lái)越多的數(shù)字工廠出現(xiàn)了，包括一家位于德國(guó)的被稱為仿生生產(chǎn)BionicProduction的工廠，通過(guò)SLMSolutions，Conceptlaser和EOS的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。
　　
　　而在中國(guó)，西安鉑力特亦與仿真軟件Altair,3D打印軟件Materialise強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，使金屬3D打印流程更簡(jiǎn)化、操作更便捷、過(guò)程可控性更高。