雷尼绍推金属3D打印工业4.0智能制造方案，未来工厂将是这样

2019年4月17日，南极熊参观了在北京的第十六届中国国际机床展览会 (CIMT2019)，发现英国雷尼绍推出了一套涉及金属3D打印的““未来工厂”技术和智能化制程控制解决方案”。雷尼绍是一个精密工程和制造技术领域的跨国公司，专注研发为业界引入新科技全方位制程控制，为金属加工和制造业转型带来新思维、新应用。这套方案以金属3D打印航空发动机叶片的各个生产阶段为例，包括从金属增材制造 (AM)（又称“3D打印”）、传统的CNC加工，其中涉及到的制程自动化、数据驱动技术、智能化制程控制等方面的方案。

△智能制造的工序流程


△新鲜出炉的金属3D打印发动机叶片，一盘一次性可制造20个

雷尼绍RenAM 500Q增材制造系统上制造航空发动机叶片，其制程速度是单激光系统的4倍，有助于将金属增材制造技术引入新行业，为之前缺乏经济效益的应用增添使用动力；竞争优势在于提升每个零件生产效率的同时降低成本，而精度或质量与标准单激光系统相比丝毫不打折扣；核心技术是光学系统和控制软件；激光光束通过四个通道进入系统，进行动态聚焦后被引入一个独立的控温振镜底座。振镜底座内置四对数控扫描振镜，可引导激光覆盖粉末床的整个工作区域。

△雷尼绍RenAM 500Q，4激光金属3D打印机，每个激光器功率为500W，加工速率高达150立方厘米/小时；配有自动化粉末和废料处理系统，粉末和惰性保护气体的处理效率提高，有助于实现工艺品质的一致性，减少人机交互时间并确保高标准的系统安全性；同时配有InfiniAM Spectral 软件提供加工过程的数据反馈，InfiniAM Central 软件提供及时的观察和分析，例如可以发现打印缺陷，及时阻止进一步的打印损失。

△四束激光可以同时熔融金属粉末，高效率生产


△实现智能金属3D打印方案的四步曲：

• 设计-金属3D打印复杂的零部件
• 校准和优化设备（确保精度、减少停机）
• 金属加工的精密测量（机内检测、机内检测、闭环制程控制）
• 质量控制（五轴CMM技术）
  

要想自动化智能生产，需要依靠下面这个步骤，机器校准产品。雷尼绍全新的XK10激光校准仪。XK10用于机器校准与优化，有助于客户获得数字化、可重复的制程能力。

△在机床上使用XK10测量垂直度

随后，一只机械手将工件放入雷尼绍Equator™比对仪的测量空间内。Equator比对仪通过在车间现场提供高重复性、无温度要求、多用途并且可重新编程的比对测量方案，实现智能化制程控制。借助雷尼绍推出的智能化制程控制软件，用户可以通过任意一台Equator比对仪直接对数控机床执行自动制程控制和刀补修正。

△已经3D打印好的金属发动机叶片，机械手把叶片放入Equator比对仪的测量空间内，进行比对测量；通过软件，智能化制程控制机床的刀路，实现高品质的制造。

最后，在序后控制上，可以在坐标测量机 (CMM) 上使用雷尼绍REVO®五轴测量系统测量工件。该系统可提供一个多类型传感器平台，能够进行高速接触式扫描和非接触式影像测量，可以看到雷尼绍的SFP2表面粗糙度检测测头。SFP2能够提高REVO系统的表面粗糙度测量能力。通过将表面粗糙度测量和尺寸检测功能完美整合到单一测量平台上，REVO在测量时间、工件搬运和投资回报方面将具有无可比拟的优势。


△3D打印叶片组装成品测量


△雷尼绍中国区总裁Francesco Tivegna

雷尼绍中国区总裁Francesco Tivegna先生解释说：“对于想要充分利用工业4.0优势的企业来说，智能化加工过程至关重要。CIMT为雷尼绍提供了一个平台，我们可以借此展示雷尼绍如何帮助全球合作伙伴将高水平的自动化和物联网技术应用到生产制程中，从而使他们快速获得未来智能工厂具有的优势。”

“要永葆竞争力，制造企业必须不断追求降低加工误差、提高加工重复性的目标，要适应客户时刻变化的需求，还要致力提升工厂的自动化水平。雷尼绍应用于整个工厂的全系列智能化制程控制解决方案，以及将这些智能解决方案应用到复杂的实际制程中的丰富经验，正可在这些领域为全球客户带来实实在在的价值。”

△雷尼绍数控机床用机内应用程序和智能手机应用程序，GoProbe工件测头设定选项

在展会现场，南极熊充分领略了雷尼绍各项先进技术的精彩魅力 — 包括机内测头测量、对刀和Equator比对测量等等 。这些技术将可能大大提升工厂的自动化水平，让制造企业当下即可拥有满足“未来工厂”要求的高效精密制造能力。


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