Highlights l 软件、设备、材料携手发力批量生产,洞悉Formnext 2019 呈现的3D打印趋势

2019年11月19日,全球著名3D打印展会Formnext 2019 在德国法兰克福开幕,来自全球的868家3D打印企业及上下游企业参加了展会,其中参展的中国企业超过60家。

接下来,请跟随3D科学谷的脚步,从”软件、设备、材料携手发力批量生产”,”先进技术赋能先进应用与批量生产”,”中国企业的国际舞台”,三个角度共同感受Formnext 2019 展会所揭示的3D打印技术新趋势。

block 软件、设备、材料携手发力批量生产

HP 加速数字制造之旅

惠普(HP)展示了前沿3D打印应用及技术,并在Formnext@TCT Stage上与客户及合作伙伴携手展示在塑料、金属材料与应用方面取得的创新成果。

Formnext 2019_HPHP 金属3D打印技术

根据3D科学谷的市场观察,HP 正在与软件、材料、应用以及3D打印服务合作伙伴联手,加快应用市场的数字制造之旅, 降低用户采用的壁垒,释放资本灵活性和业务敏捷性,随着用户通过3D打印实现大规模生产,惠普(HP)提供了多种新选择来帮助用户提高业务敏捷性并加快向数字制造的转型,包括:

Part_Formnext 2019_HPHP 3D打印零件

新的HP 3D即服务(3DaaS)基本订阅服务,集成了硬件,耗材和服务,可为用户提供HP 3D耗材的自动补充,简化的账单和使用情况跟踪以及可靠的远程和现场支持服务。

扩展的工业4.0联盟。在增材制造设计层面,HP与西门子合作设计可批量生产的新零件,例如电动汽车中的主动冷却液分配器,将工业级HPJet Fusion 5200 3D打印设备集成到西门子的数字企业解决方案中,可以比以前更快,更经济,更可持续地生产这种冷却剂分配器。在塑料材料开发方面,HP继续与材料制造商合作开发新材料,例如路博润公司新推出通过HP Jet Fusion4200 3D打印解决方案的认证的ESTANE ® 3D TPU M95-A材料,是现有材料的补充。后处理方面,HP 与3D打印零件的自动后处理和表面处理的全球领导者AM Solutions建立合作伙伴关系,旨在带来工业级现成的可扩展的3D打印技术后处理工作流程。在应用层面上,HP 与本地企业合作开发3D打印产品,例如在中国与3D打印技术与应用领域的头部创业公司黑格科技成为矫形与康复修复产业的战略合作伙伴关系。

voxeljet-维捷塑料零件量产解决方案

voxeljet-维捷揭示了新型面向功能性塑料零件批量生产的高速烧结(HSS)3D打印技术。其中VX1000 HSS设备的构建体积达248升,根据维捷,该数字是其竞争对手最大打印机的六倍。VX1000 HSS 3D打印设备正式推出后,将用于运动器材、消费品、电子产品和类似终端市场的功能性塑料零件的批量生产。

Voxeljet_Formnext 2019维捷高速烧结3D打印材料

3D打印材料对于制造功能性塑料零件的最终性能起到关键作用,在塑料材料开发方面,维捷与包括赢创(ENVONIK)、巴斯夫(BASF)、covestro、WINDFORM、RICOH、AM Polymers在内的全球聚合物材料建立了合作关系,共同开发3D打印材料及塑料零件批量生产方法。

西门子

在西门子(Siemens)的展台上,制造企业用户能够预先体验未来的数字化增材制造工厂。西门子展示了其数字化产品组合如何帮助客户开展面向增材制造的设计,以及如何优化和运营其未来的增材制造工厂,并考虑所有过程步骤,以实现工业化的增材制造。西门子的专家可以为制造用户策划一个完整的数字工厂环境。

除此之外,西门子还展示了与合作伙伴取得的成果,例如与大型聚合物、玻璃和碳纤维3D打印设备企业CEAD在大型龙门3D打印设备控制领域取得的新成果,他们的新开发产品AM Flexbot包括带有Run MyRobot / Direct Control的西门子Sinumerik CNC,Comau机械臂和CEAD的单螺杆挤出机。借助Comau和西门子的控制解决方案,机器人运动学已完全集成到CNC系统中,在复杂的机器人运动中实现所需的精度,从而正确沉积材料并将零件铣削成最终轮廓。

Materialise

增材制造实现批量生产已经超越了准备阶段成为现实,Materialise 的3D打印软件与服务将助力制造用户实现增材制造应用。本届Formnext 展会中,Materialise 的看点包括:

  • 通过经过认证的增材制造批量生产流程实现的开创性成功案例;
  • 新材料:具有卓越性能的金属材料和新超硬材料激光烧结材料,PA2210FR,Ultrasint TPU 90A-01;
  • 新软件: Materialise Magics 24,Streamics,3-Matic,BuildProcessors等;

Materialise提出了为量生产的下一代加工处理器(BP)的愿景。通过加工处理器,Materialise将在软件与机器之间建立更紧密的集成,为用户提供完全集成的端到端工作流程,以支持工业级、规模化的3D打印。

block 先进技术赋能先进应用与批量生产

Fraunhofer

在金属增材制造中,更高的效率仍然是一项重要的要求,只有高效而稳定的增材制造流程才能应用到批量生产中。

Formnext 2019_Fraunhofer3D打印蓝光激光束源。来源:Fraunhofer ILT

在Formnext 展会期间,弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)的专家展示了工业界如何进入到新一代增材制造技术。他们展示了一系列新的增材制造技术,包括用于纯铜增材制造的绿色激光器粉末床激光3D打印技术,由于高纯度铜具有出色的导热性和导电性,因此纯铜3D打印适用于制造新一代热交换器或者电动车等领域的功能密度高的组件。Fraunhofer ILT还在研究铜3D打印的蓝色激光增材制造技术,并为针对该技术的可行性研究、LPBF工艺开发项目提供支持。

Fraunhofer ILT 还展示了用于激光材料沉积过程中测量粉末气体喷射的工艺监控技术,以及旨在将3D打印速度至少提高10倍,降低制造成本并突破制造量限制的futureAM项目。在futureAM项目中,Fraunhofer ILT 展示了如何将产品的附加值创造集成到从接收订单到完成3D打印组件的过程中。

GE Additive

GE Additive推出了新的电子束熔融设备-Arcam EBM Spectra L,该系统比现有Spectra系统具有更大的构建量,并具有更快的打印速度。GE Additive表示,新系统可使用户将零件的成本降低10%。

GF 加工方案

零件生产的成本效益取决于从设计到最终生产出质量合格零件的整个工作流程,制造企业开发出一款适合增材制造的零件仅仅是第一步,如何将3D打印设备与工厂的其他加工工艺进行集成是实现生产的重要一步。

Formnext 2019_GF金属3D打印设备DMP Factory 500

著名机械加工设备企业GF 加工方案与3D打印企业3D Systems 建立了合作,并携手在Formnext 2019展会中展示了与传统加工设备相集成的增材制造工作流程与通过这一工作流程制造的航空航天、骨科脊椎融合器植入物等3D打印产品。

Formnext 2019_Fraunhofer _Part替代精密铸造直接生产的3D打印金属零件

GF 加工方案完整、优化的金属增材制造工作流程包括:粉末床激光熔化金属3D打印设备,线切割电火花加工(EDM)和高速铣床,3DXpert®软件,服务和经过全面测试的材料。

SLM Solutions

SLM Solutions 展示了四激光器金属3D打印设备SLM®500 的新进展,SLM®500生产系列首次在Formnext 展会中亮相。SLM Soutions表示,该设备具有可信赖的、业界领先的气流技术与四倍700W激光技术,永久性过滤器模块和自动粉末处理功能。

Formnext_DivergentDivergent 经过三代设计优化的3D打印悬挂零件

SLM Solutions 还展示了与应用端企业的合作成果,包括Divergent经过通用设计和验证的轻型悬架和底盘组件与双方联合开发的3D打印设备制造的控制臂。这些悬挂和底盘零部件是通过SLM Solutions 的金属3D打印设备SLM®800, SLM®500 and SLM®280 制造的,已成功地经受超过45万公里模拟道路测试,Divergent 计划将这些零部件进行量产。

通快

德国机床制造商通快(TRUMPF)展出了一种新的专利解决方案,这是一种可以自动更换TruPrint 1000 3D打印设备基板的技术。通快的金属3D打印设备能够调用多基板(Multiplate)功能,在每次打印完成后自动将带有打印零件的基板推出,接下来设备将自动在新的基板上开始下一次打印工作,而无需操作人员手工打开机器并更换新的基板。这一功能将为制造用户节省时间、成本和资源,缓解生产高峰期带来的生产压力,实现设备在一夜之间的自动运行。

通快表示,该解决方案特别适合订单量波动大的行业,例如牙科加工行业,在该行业的订单高峰期,员工通常必须在深夜重新启动3D打印机以完成订单,但许多小的牙科技工所缺乏这种能力,而通快的多基板功能将帮助这类用户保持竞争力。

雷尼绍

全球工程技术公司雷尼绍(Renishaw) 在Formnext 2019展会中展示了采用雷尼绍选区激光熔化3D打印技术制造的各种增材制造零件,包括Atherton Bikes生产的山地自行车和4,000多个链环组成的钛合金豪华表带,以及为赛车队生产的3D打印铝制歧管等增材制造零件。其中,山地自行车的高精度钛合金管托与赛车铝合金歧管是使用雷尼绍高效能RenAM 500Q多激光增材制造系统制造的。

雷尼绍还展示了选区激光熔化增材制造的过程监控软件InfiniAM,该软件向用户提供增材制造构建过程的反馈,可让用户查看和分析金属增材制造产品的隐藏细节,从而增强对打印过程的信心。

雷尼绍通过这些3D打印零件与增材制造技术揭示了不同行业应如何利用增材制造技术进行优化零部件制造,创造附加价值。

EOS

EOS 展出了一款生产型解决方案-EOS 共享模块,该解决方案由多种硬件和软件模块组成,对成型过程中前后环节的工作流程进行简化、并行化处理。特别是对于运行多个 3D 打印系统的情况,EOS 共享模块在高质量金属零件制造方面具有效率高、可扩展性强并且兼具成本优势。EOS 共享模块计划于 2020 年下半年推出。

此外,EOS首次展出了用于加工高分子材料的精密细节分辨率 (Fine Detail Resolution) 技术,EOS 在SLS 3D打印设备中应用二氧化碳激光器,可以实现极其精密的坚固零部件的生产,其表面具有超精密细节分辨率且最小壁厚仅为 0.22 mm。

LAUNCHER 3D打印火箭发动机燃烧室

美国一家小型火箭初创公司Launcher正在开发火箭发动机E-2,该发动机是一个整体式的结构,没有任何组装零件,制造方式是选区激光熔化3D打印技术。制造商AMCM 在Formnext 展出了E-2 发动机燃烧室的全尺寸模型。

Formnext 2019_AMCM来源:AMCM

E-2 是Launcher和AMCM 合作制造的,使用的是一台为AMCM 定制的EOS M400系列选区激光熔化设备。E-2火箭发动机的推力为10吨力(22,000磅力),高度为85厘米(33.5英寸),直径为40厘米(15.7英寸)。在这款发动机中,发动机的燃烧室和喷嘴被设计为一个整体的部件,它将实现更高的冷却性能,同时减少零件数量和对装配的需求,最终通过金属3D打印技术来实现这样的复杂设计。

block 中国企业的国际舞台

3D科学谷在Formnext 2019展会看到众多中国企业走向了国际舞台,包括金属3D打印企业铂力特、汉邦科技、华曙高科,塑料3D打印企业INTAMSYS(远铸智能)、联泰科技、普利生、浙江迅实,微纳米3D打印企业摩方科技(BMF),以及材料企业湖南顶立科技、中航迈特、易生(eSun),软件企业VoxelDance等。

铂力特-走向批量化、自动化

铂力特双激光双向铺粉设备BLT-S400 在Formnext 展会中亮相,这也是该设备首次亮相海外。BLT-S400是铂力特针对零件的批量化打印开发的选区激光熔化3D打印设备,设备通过了CE安全认证、ATEX防爆评估及FDA激光安全注册,可持续为航空、航天等高端领域用户提供服务。设备经过自检功能升级,可实现打印全程铺粉状态自检测,并根据检测结果对粉末不均匀的打印层再次铺粉,及时调整铺粉状态,保证零件成形精度在可控范围内。

除了增材制造设备,铂力特展示了航空航天、电子、医疗、模具、汽车、文创等领域的增材制造应用成果,体现了铂力特在大尺寸、高精度、批量化、新材料及创新设计等方面的打印能力。

Part_Formnext 2019_BLT3D打印透气钢模具。来源:铂力特

针对模具制造应用,铂力特打造了自动嫁接功能,该功能是铂力特在BLT-A300设备现有功能基础上开发的全新自动化解决方案,可实现零件自动嫁接。设备内部采用高分辨率工业相机、自主研发控制软件、智能优化算法,精准提取嫁接基座轮廓与内部特征信息,高效完成复杂模型与嫁接基座位置偏差计算,自动实现模型校准,同步完成出光打印。

汉邦科技-深耕应用、走向生产

今年是中国金属3D打印企业汉邦科技再度登录Formnext 展会这一国际舞台。汉邦科技展示了HBD-150 与双激光、双振镜配置的HBD-500型金属3D打印设备的增材制造解决方案。

Part_Formnext 2019_HED义齿支架等3D打印产品。来源:汉邦科技

汉邦科技基于 HBD-150设备提供安全稳定的活性金属打印方案,该设备特别适合用于义齿支架的生产,除此之外还可以应用于手办、教育科研及个性化定制等领域。双激光、双振镜配置的HBD-500型金属3D打印装备,适用于模具、航空航天、医疗器械、汽车零部件制造等领域,并配备独立外置净化循环系统,全自动闭环净化循环系统,满足高强度、长时间、连续性生产的打印任务执行。

效率更高、质量更高、成本更低是多家3D打印企业在Formnext 2019 展会中呈现出的主旋律,由此我们也能够比往年更加清晰的感受到3D打印技术与零部件批量生产的结合。

除了以上参展企业所呈现的先进技术,还有许多增材制造解决方案令人印象深刻,例如Carbon、EVOLVE等3D打印企业为塑料零部件生产所提供的解决方案,陶瓷3D打印企业Admatec、3DCeram、Lithoz 在陶瓷增材制造技术领域取得的进展。Carbon 展示了目前最大的DLS™ 高速光固化3D打印机Carbon L1,该设备可生产大型零件或许多较小的零件,并为阿迪达斯等用户将生产规模扩大到数百万个零件。

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相聚德国法兰克福,3D科学谷创始人Kitty将于2019年11月20日,11.0-A79 展台介绍2019年全球3D打印市场趋势,包括设备趋势,材料趋势,应用开发趋势,软件趋势。3D打印中国市场的现状,包括中国3D打印市场的SWOT分析,创新者的亮点,在中国开展3D打印业务的挑战以及中国3D打印发展趋势的展望。

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