西门子助力绿色增材制造，生产成本降低73%，碳足迹减少 82%

2022年11月16日，南极熊获悉，在今年的增材制造国际贸易展览会 Formnext 上，西门子展示了其在可持续领域发展中的杰出成果。该技术公司使用多个用例展示了如何减少资源、碳足迹和环境影响。西门子通过全面地考察整个产品的生产周期，使用各种策略减少碳排放，设计一个环境友好的生产过程。



可持续增材制造的夹持器解决方案



第一个例子是夹持器的制造，西门子通过夹持器证明了优化产品设计在绿色增材制造中发挥着的重要作用。

●西门子在用于汽车生产的搬运机器人的夹持器解决方案中，通过优化设计使得夹持器的总质量减少 64%，显着减少了产品重量和所需材料。具体来说就是借助“NX for AM”（西门子提供的一个无缝的数字流程链），通过拓扑优化找到最佳设计，然后使用 FEM 仿真对其进行测试，最后再进行打印。

●此外利用“Teamcenter Product Cost Management”和“Product Carbon Footprint Calculator”功能可以提前优化产品的生产成本和碳足迹。

●该特定项目最初打算使用一个重量超过58公斤的夹具，由660多个零件组装而成。除了减轻重量外，设计多自由度消除了装配的复杂性，减少了 80% 的装配时间。

●与传统设计和增材设计相比，生产成本降低了 73%，碳足迹减少 82%。

●此外，重量的减轻又可以支持使用更小的机器人，每年可节省 54% 的能源。

数字化制造减少能源消耗
可持续增材制造的第二个用例是与 GENERA 的合作，GENERA 是全球领先的高度自动化、基于光敏聚合物的增材制造技术供应商，他们使用了西门子 Advanta 的“增材制造数字工厂规划工具箱”。通过“数字孪生”，可以在不干扰正在运行的系统的情况下，对 3D 打印机在不同机器状态下的能耗进行精确、透明的分析。由于更高效的能源管理，根据打印机的利用率进行计算，每个生产的组件可以节省 25% 到 30% 的能源需求。

环保材料
在第三个应用中，西门子展示了在建筑和基础设施的 3D 打印中使用的环保材料，这种材料再理想情况下是完全可生物降解的，为可持续发展的行业提供了巨大的潜力。作为欧盟 SeaBioComp 项目的一部分，AM机器制造商 CEAD 和荷兰复合材料专家 Poly Products 开发了 3D 打印的港口护舷。港口护舷是船舶的缓冲区，可确保岸壁不会损坏停泊在港口的船舶外壁。港口护舷通常由塑料制成，这些材料会通过磨损等方式进入海洋，成为对环境有害的微塑料。



此次3D打印的亚麻护舷与传统港口护舷一样坚固，但碳足迹更小。亚麻是100%可生物降解的。为了用亚麻生产挡泥板，Poly Products 依靠带有西门子控制系统的 3D 打印机。他们将Sinumerik 840D sl （SINUMERIK 840D sl 被认为是高级 CNC 的标准，具有高CNC性能以及灵活性和开放性）安装在 3 轴龙门机床中。这允许在复杂的机器人运动中实现所需的精度，以实现正确的材料应用并将组件铣削成最终轮廓。

增材制造网络AM Network 减少了碳足迹



增材制造标着制造业正朝着“去中心化”的道路发展，可以将昂贵的实物库存改变为数字仓库，只有在需要时才在消费点附近生产商品。这提高了供应链的弹性，降低了库存成本，并减少了运输过程中的二氧化碳排放量。西门子增材制造数字解决方案允许组织将这些数字资产构建、验证和认证整合到一个“库”中。用户只需单击一个按钮即可订购。西门子增材制造网络（AM Network）将这些制造请求传送到最合适的生产地点，以最大限度地提高全球生产能力并确保设备的更高利用率。避免了不必要的停机时间，并且优化了 3D 打印机预热和冷却所消耗的能量。