西門子助力增材制造加速綠色發展
http://www.199rrr.com 2022-12-16 09:25 來源：西門子工業業務領域
- 增材制造設計的高自由度，助力汽車行業在夾具生產過程中減少了80%的碳足跡
- 通過數字孿生優化生產過程，減少生產過程的碳排放
- 通過去中心化生產，減少倉儲和運輸過程中的碳排放
- 使用可生物降解材料進行3D打印，減少污染
西門子攜增材制造可持續發展解決方案亮相2022 Formnext增材制造國際貿易展覽會。通過多個應用案例，西門子全方位展示了如何在產品全生命周期踐行可持續發展理念，實現資源節約、減少生產過程中的碳足跡，助力實現全球氣候治理目標。
夾具增材制造綠色解決方案
西門子應用于汽車行業的夾具解決方案，充分展示了優化設計在實現綠色增材制造過程中發揮的重要作用。在該案例中，通過使用面向增材制造行業的NX軟件平臺，西門子建立起一條無縫的數字流程鏈，通過拓撲優化找到最佳設計，然后使用有限元法（FEM）模擬進行測試。通過優化設計，夾具的總質量減少了64%，大幅減少了所需的制造材料。西門子“Teamcenter產品成本管理解決方案”及“產品碳足跡計算器”功能還能夠針對生產成本和碳足跡進行優化。本案例最初擬打造一個由660多個零件組裝而成，重達58公斤的夾具。最終成品不僅重量大幅下降，靈活的設計還降低了裝配的復雜性，節約了80%的裝配時間。與傳統設計方式相比，采用增材設計使該案例中生產成本降低73%，碳足跡減少82%。夾具重量減輕后，使用體量較小的機器人便可對其進行操控，每年可進一步節省54%的能源消耗。
通過數字化轉型優化能源消耗，實現更高效的生產
西門子與GENRA在增材制造領域達成合作。 GENERA采用了西門子艾聞達的“增材制造數字工廠規劃工具包”，利用數字光處理對插頭連接器的產業化生產進行模擬。通過建立生產過程的數字孿生，在不影響系統正常運行的情況下，對3D打印機在不同機器狀態下的能耗進行精確、透明的分析。得益于更有效的能源管理，生產各組件時，基于打印機利用率的不同，可減少25%到30%的能源消耗。
開發環保材料
西門子還展示了其針對建筑和基礎設施建設行業打造的3D打印環保材料，該材料能夠實現生物降解，為行業的可持續發展提供了巨大潛力。
增材制造機器制造商CEAD和荷蘭復合材料專家Poly Products 共同開發了3D打印的亞麻港口護舷。港口護舷在船舶停靠岸邊時可提供緩沖，使得岸壁不會對船舶外壁帶來重裝損傷。港口護舷通常由塑料制成，日常磨損會導致有害塑料流入海洋。通過3D打印生產的亞麻護舷與傳統護舷一樣堅固，但生產過程中產生的碳足跡更少，且100%可生物降解，對環境更加友好。生產該材料的3D打印機配備了西門子Sinumerik 840D sl控制系統，能夠實現對機器人復雜運動的精準控制，保證材料應用和組件銑削準確無誤。
建立增材制造網絡，減少生產過程中產生的碳足跡
增材制造正在推動制造業朝著“去中心化”的方向發展，現有的高成本實體庫存將轉變為數字倉庫，實現就近生產。這樣既可以提升供應鏈彈性，又能夠降低庫存成本，還能夠減少運輸過程中的二氧化碳排放。西門子增材制造數字化解決方案將支持各組織機構對數字資產進行構建和認證，并整合到一個統一的“庫”中，讓用戶能夠根據需求一鍵下單。西門子增材制造網絡可以根據用戶制造需求找到相匹配的生產地，大幅提升響應速度和各生產地的設備利用率。這種模式能夠有效避免不必要的停機，并優化3D打印機預熱和冷卻所消耗的能量。西門子增材制造網絡還支持企業基于數字化平臺進行交流溝通，從而優化配置生產設施，高效響應生產需求。
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