日前,日產(chǎn)汽車(chē)公司(Nissan Motor Corporation)用3D打印技術(shù)創(chuàng )建原型并測試新的車(chē)型。這涉及大量的人工操作,在使用了 Materialise軟件后,日產(chǎn)汽車(chē)改變了整個(gè)流程并使其更加高效。將數據準備時(shí)間從幾個(gè)月縮短到了幾秒鐘。
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
顯著(zhù)減少數據準備和支撐移除的時(shí)間
由于加工平臺的尺寸受限,某些大的部件需要被切割成幾個(gè)較小部件,分別進(jìn)行打印。過(guò)去,日產(chǎn)汽車(chē)使用CAD軟件將大部件分割成小部件,而這個(gè)過(guò)程可能需要花費3天左右時(shí)間?,F在他們使用Materialise Magics®軟件,減少了50%的數據準備時(shí)間。
“通過(guò)使用Materialise Magics®中的分割功能,物體可以從指定位置被分割,工作時(shí)間減半”日產(chǎn)汽車(chē)解釋說(shuō),“另一個(gè)有用的功能是它可以自動(dòng)創(chuàng )建銷(xiāo)孔結構,這使得裝配過(guò)程中的位置匹配更容易。”
日產(chǎn)汽車(chē)經(jīng)歷的另一個(gè)挑戰是,在進(jìn)行粉末燒結時(shí),由于溫度的變化,組件在成形過(guò)程中有發(fā)生翹曲的風(fēng)險。如圖3所示,目前,日產(chǎn)汽車(chē)通過(guò)創(chuàng )建支撐結構來(lái)規避這一風(fēng)險。由于支撐和組件的連接可以做得非常精細,支撐結構很容易去除,加速了后處理過(guò)程。
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖1: 分割功能
在切平面上自動(dòng)創(chuàng )建銷(xiāo)孔結構
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖2: 分割功能
在分割時(shí)創(chuàng )建凸臺結合
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖3: 支撐生成功能
柱狀或其他防止變形的支撐結構
可以在需要支撐的兩點(diǎn)間通過(guò)單擊創(chuàng )建 通過(guò)幾次點(diǎn)擊完成一個(gè)月的工作量
分割大部件后,日產(chǎn)汽車(chē)也曾花費大量時(shí)間設置正確的壁厚。當他們縮小一輛車(chē)的三維模型時(shí),部件的壁厚相應變薄,導致數據不能打印。過(guò)去他們手動(dòng)改變CAD中的設計,這項任務(wù)需要耗費一個(gè)月。
“我們需要搜索超過(guò)20000個(gè)數據點(diǎn),尋找薄壁的組件,再增加它們的壁厚。對于任何需要3D打印來(lái)整體成型的零件,需要花費很多精力來(lái)填補原始零件之間的間隙,使零件與零件之間連接起來(lái)。”日產(chǎn)汽車(chē)解釋道。
如今通過(guò)Magics軟件將這些步驟自動(dòng)化,日產(chǎn)汽車(chē)節省了大量時(shí)間
“自從我們開(kāi)始使用Materialise Magics®,諸如自動(dòng)修復,檢索厚度以及零件合并等過(guò)程都可以通過(guò)單擊實(shí)現,大大減少了所需的工作時(shí)間(圖4)。通過(guò)使用壁厚分析功能,可以看到每個(gè)部件的厚度,以免忽略不能被打印的薄壁部件(圖5)。此外,在選擇任意區域后,很容易改變該區域的厚度,這是我們經(jīng)常使用的功能(圖6)。”
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖4: 包裹修復
自動(dòng)修復和增加壁厚
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖5: 壁厚漸變分析
通過(guò)使用壁厚分析功能,可以看到每個(gè)部件的厚度,以免忽略不能被打印的薄壁部件
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖6: 更改任意位置的厚度
選擇任意區域后(綠色區域)
粉末燒結3D打印機的自動(dòng)三維擺放大大減少了工作時(shí)間
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
粉末燒結3D打印機的操作效率最重要的影響因素是部件擺放,要求一次擺放最大數量的部件并限制零件擺放高度。這樣可以減少材料成本和加工時(shí)間,以及優(yōu)化機器利用率。
在日產(chǎn)汽車(chē)開(kāi)始使用Magics燒結模塊之前,他們使用3D打印機自帶的軟件來(lái)人工擺放部件,盡量讓零部件不接觸彼此,限制高度(步驟1、2)。
然后,他們再用這個(gè)自帶軟件查看零部件是否有重疊。人工擺放零部件耗費大量時(shí)間,檢查零部件重疊的運算也要花費數小時(shí)(步驟3)。
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟1
使用打印機自帶的軟件手動(dòng)擺放零部件
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟2
為了避免重疊,部件之間會(huì )留一些間隙,擺放并不是最優(yōu)的
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟3
用自帶軟件檢查重疊部件(從10多分鐘到幾小時(shí))
*如果找到重疊部件,重復步驟1
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟4
開(kāi)始3D打印
“這不僅延遲了3D打印的使用,而且由于不知道軟件運行所需的時(shí)間,我們沒(méi)法創(chuàng )建生產(chǎn)計劃,這真的困擾了我們。如果發(fā)現了零部件重疊,我們就得重新人工調整布局,再運行一次重疊檢查。這個(gè)問(wèn)題給生產(chǎn)計劃和工時(shí)安排都帶來(lái)了麻煩。”日產(chǎn)汽車(chē)說(shuō)道。
之后:燒結模塊支持最佳擺放,全面提高流程效率
“如今,因為Magics的燒結模塊能自動(dòng)擺放組件并且使他們保持設定的間距,限制擺放高度,我們已經(jīng)無(wú)需耗費數小時(shí)檢查重疊以及重復人工擺放工作了。”
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
Magics燒結模塊自動(dòng)將部件擺放在最佳位置
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
立即開(kāi)始3D打印
“因為燒結模塊可以擺放零部件的同時(shí)保持正確的間距,原本不能全部擺放在加工平臺,需要分到多個(gè)平臺上的零部件現在可以一次打印完成。通過(guò)增加單次加工的數量,我們可以減少人工工時(shí),減少打印機占用的操作時(shí)間,如:數據準備、打印時(shí)間、冷卻時(shí)間,同時(shí)降低原材料的廢棄量。這樣一來(lái),目前整個(gè)3D打印過(guò)程都更有效率了!”——日產(chǎn)汽車(chē)
另一種可能性:
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
為小且脆弱的部件生成保護盒
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
顯著(zhù)減少數據準備和支撐移除的時(shí)間
由于加工平臺的尺寸受限,某些大的部件需要被切割成幾個(gè)較小部件,分別進(jìn)行打印。過(guò)去,日產(chǎn)汽車(chē)使用CAD軟件將大部件分割成小部件,而這個(gè)過(guò)程可能需要花費3天左右時(shí)間?,F在他們使用Materialise Magics®軟件,減少了50%的數據準備時(shí)間。
“通過(guò)使用Materialise Magics®中的分割功能,物體可以從指定位置被分割,工作時(shí)間減半”日產(chǎn)汽車(chē)解釋說(shuō),“另一個(gè)有用的功能是它可以自動(dòng)創(chuàng )建銷(xiāo)孔結構,這使得裝配過(guò)程中的位置匹配更容易。”
日產(chǎn)汽車(chē)經(jīng)歷的另一個(gè)挑戰是,在進(jìn)行粉末燒結時(shí),由于溫度的變化,組件在成形過(guò)程中有發(fā)生翹曲的風(fēng)險。如圖3所示,目前,日產(chǎn)汽車(chē)通過(guò)創(chuàng )建支撐結構來(lái)規避這一風(fēng)險。由于支撐和組件的連接可以做得非常精細,支撐結構很容易去除,加速了后處理過(guò)程。
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖1: 分割功能
在切平面上自動(dòng)創(chuàng )建銷(xiāo)孔結構
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖2: 分割功能
在分割時(shí)創(chuàng )建凸臺結合
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖3: 支撐生成功能
柱狀或其他防止變形的支撐結構
可以在需要支撐的兩點(diǎn)間通過(guò)單擊創(chuàng )建 通過(guò)幾次點(diǎn)擊完成一個(gè)月的工作量
分割大部件后,日產(chǎn)汽車(chē)也曾花費大量時(shí)間設置正確的壁厚。當他們縮小一輛車(chē)的三維模型時(shí),部件的壁厚相應變薄,導致數據不能打印。過(guò)去他們手動(dòng)改變CAD中的設計,這項任務(wù)需要耗費一個(gè)月。
“我們需要搜索超過(guò)20000個(gè)數據點(diǎn),尋找薄壁的組件,再增加它們的壁厚。對于任何需要3D打印來(lái)整體成型的零件,需要花費很多精力來(lái)填補原始零件之間的間隙,使零件與零件之間連接起來(lái)。”日產(chǎn)汽車(chē)解釋道。
如今通過(guò)Magics軟件將這些步驟自動(dòng)化,日產(chǎn)汽車(chē)節省了大量時(shí)間
“自從我們開(kāi)始使用Materialise Magics®,諸如自動(dòng)修復,檢索厚度以及零件合并等過(guò)程都可以通過(guò)單擊實(shí)現,大大減少了所需的工作時(shí)間(圖4)。通過(guò)使用壁厚分析功能,可以看到每個(gè)部件的厚度,以免忽略不能被打印的薄壁部件(圖5)。此外,在選擇任意區域后,很容易改變該區域的厚度,這是我們經(jīng)常使用的功能(圖6)。”
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖4: 包裹修復
自動(dòng)修復和增加壁厚
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖5: 壁厚漸變分析
通過(guò)使用壁厚分析功能,可以看到每個(gè)部件的厚度,以免忽略不能被打印的薄壁部件
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
圖6: 更改任意位置的厚度
選擇任意區域后(綠色區域)
粉末燒結3D打印機的自動(dòng)三維擺放大大減少了工作時(shí)間
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
粉末燒結3D打印機的操作效率最重要的影響因素是部件擺放,要求一次擺放最大數量的部件并限制零件擺放高度。這樣可以減少材料成本和加工時(shí)間,以及優(yōu)化機器利用率。
在日產(chǎn)汽車(chē)開(kāi)始使用Magics燒結模塊之前,他們使用3D打印機自帶的軟件來(lái)人工擺放部件,盡量讓零部件不接觸彼此,限制高度(步驟1、2)。
然后,他們再用這個(gè)自帶軟件查看零部件是否有重疊。人工擺放零部件耗費大量時(shí)間,檢查零部件重疊的運算也要花費數小時(shí)(步驟3)。
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟1
使用打印機自帶的軟件手動(dòng)擺放零部件
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟2
為了避免重疊,部件之間會(huì )留一些間隙,擺放并不是最優(yōu)的
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟3
用自帶軟件檢查重疊部件(從10多分鐘到幾小時(shí))
*如果找到重疊部件,重復步驟1
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
步驟4
開(kāi)始3D打印
“這不僅延遲了3D打印的使用,而且由于不知道軟件運行所需的時(shí)間,我們沒(méi)法創(chuàng )建生產(chǎn)計劃,這真的困擾了我們。如果發(fā)現了零部件重疊,我們就得重新人工調整布局,再運行一次重疊檢查。這個(gè)問(wèn)題給生產(chǎn)計劃和工時(shí)安排都帶來(lái)了麻煩。”日產(chǎn)汽車(chē)說(shuō)道。
之后:燒結模塊支持最佳擺放,全面提高流程效率
“如今,因為Magics的燒結模塊能自動(dòng)擺放組件并且使他們保持設定的間距,限制擺放高度,我們已經(jīng)無(wú)需耗費數小時(shí)檢查重疊以及重復人工擺放工作了。”
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
Magics燒結模塊自動(dòng)將部件擺放在最佳位置
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
立即開(kāi)始3D打印
“因為燒結模塊可以擺放零部件的同時(shí)保持正確的間距,原本不能全部擺放在加工平臺,需要分到多個(gè)平臺上的零部件現在可以一次打印完成。通過(guò)增加單次加工的數量,我們可以減少人工工時(shí),減少打印機占用的操作時(shí)間,如:數據準備、打印時(shí)間、冷卻時(shí)間,同時(shí)降低原材料的廢棄量。這樣一來(lái),目前整個(gè)3D打印過(guò)程都更有效率了!”——日產(chǎn)汽車(chē)
另一種可能性:
日產(chǎn)汽車(chē)的3D打印生產(chǎn)流程自動(dòng)化
為小且脆弱的部件生成保護盒
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