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首個高速金屬3D打印制造系統(tǒng)PrintValley
? ? 3D打印制造個體以及低量生產(chǎn)定制產(chǎn)品的能力是該工藝很快適應大量行業(yè)和應用的原因之一。但是大規(guī)模生產(chǎn)仍然是相當便宜的，主要原因在與大量制造產(chǎn)品的效率很高。生產(chǎn)一個定制3D打印零件的時間內，通過傳統(tǒng)制造工藝可以生產(chǎn)數(shù)百個甚至上千個零件。即使對于像牙科或醫(yī)療植入物這樣的小零件，打印過程可能都需要幾個小時，然后每個零件都需要單獨處理，以去除多余的材料，刨光表面使之更光滑。
? ? 后期處理可能會增加幾個小時的生產(chǎn)時間，因而需要花費更多時間來生產(chǎn)個體或小批量零件。雖然3D打印技術正在發(fā)展，有了更快的打印速度和更高的成品精度，但是金屬零件的生產(chǎn)仍然是勞動密集型的。金屬零件往往需要用一臺完全不同的機器來打磨表面，如拋光輪或數(shù)控銑床。有許多例子說明了使用增材制造技術更有成效且更劃算，但在大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)的制造工藝仍然是最好的。然而，一個技術公司聯(lián)盟可能即將改變這種情況，這些公司由歐盟負責，旨在通過集成3D打印和表面處理技術來開發(fā)高性能生產(chǎn)線。
? ? 日前，一個被稱為Hyproline的歐洲增材制造項目展示了他們的新型增材制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)已被優(yōu)化為適合小部件的高速生產(chǎn)。該系統(tǒng)可以使用316L不銹鋼、鈦金屬或銅材料3D打印小批量或單獨定制的金屬部件，最終打印成功并去除多余的材料，然后從生產(chǎn)線上自動移走成品。這些企業(yè)被集合在一起進行Hyproline項目，這多虧了歐盟第七框架計劃的研究與技術開發(fā)（FP7）所提供的為期三年的資助，該計劃在2007年推出，旨在鼓勵未來的企業(yè)發(fā)展。
? ? “Hyproline的目的是建立一個高性能生產(chǎn)線的示范來發(fā)展小零件的3D打印技術，加上使用激光刨光的高速精整作業(yè)線，”Mark Gammon解釋說，他是Hyproline聯(lián)盟的公司之一International TechneGroup（ITI）的技術總監(jiān)。
? ? Hyproline聯(lián)盟是由荷蘭的非營利組織Netherlands Organisation for Applied Scientific Research（TNO）領導的，它和軟件開發(fā)公司International TechneGroup（ITI）有密切合作。ITI主要側重于產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成和用于Hyproline高速制造平臺的互用性系統(tǒng)。金屬增材制造材料公司H?gan?s Digital Metal，研究與開發(fā)協(xié)會Swerea IVF，制造和機電一體化技術組織CCM和伯明翰大學也加入了聯(lián)盟。該聯(lián)盟從2012年至2015年期間工作，開發(fā)出一個高速生產(chǎn)線的工作原型，結合了金屬粉末床3D打印，基于激光的表面和結構以及程序控制與計量的先進系統(tǒng)。
? ? Hyproline項目的最終產(chǎn)品是PrintValley，一個循環(huán)輸送系統(tǒng)，包括100個獨立搭建的平臺，每一個都可以單獨地升高、降低或去除。每個平臺都可在同一時間制造個體、定制金屬零件或小批量生產(chǎn)金屬零件。平臺跟隨旋轉式傳送帶移動，零件可以在上面被3D打印、3D掃描缺陷或打印錯誤、激光加工以去除多余的打印材料或表面缺陷，然后用一個集成的拾放機器人移走。PrintValley可以容納多個自定義模塊，除了那些包含在Hyproline示范單位里的。這意味著，幾乎任何類型的制造或裝配系統(tǒng)都可以包括在內，包括數(shù)控銑床、噴墨3D打印系統(tǒng)以及給零件上色的工具。
? ? 高性能PrintValley系統(tǒng)十分依賴能夠確保所有模塊和集成技術工作正確性的軟件。這包括精確3D打印，以及能測量成品3D打印零件的激光掃描系統(tǒng)，并將它們和CAD文件對照。該軟件可以辨別一個零件是否被打印得足夠準確，是需要用激光來修正表面缺陷或是用拾取系統(tǒng)從生產(chǎn)線上移除并丟棄它。ITI的CAD固定技術負責通過創(chuàng)建點云掃描并將其和CAD幾何匹配來檢驗零件。
? ? 這個歐盟資助的Hyproline聯(lián)盟目的是開發(fā)一個工藝，將3D打印技術用于高速生產(chǎn)。目標是使自動化的增材制造過程能夠小批量生產(chǎn)金屬部件，減少上市時間，提高精度，減少浪費材料和廢棄零件的數(shù)量。這些都被認為是中小型歐洲公司制造小型金屬零件的關鍵目標，如電子、牙科、醫(yī)療和珠寶應用。PrintValley將生產(chǎn)小型金屬零件的時間從一天減少到幾分鐘。
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