西門子助力綠色增材制造，生產(chǎn)成本降低73%，碳足跡減少 82%

2022年11月16日，南極熊獲悉，在今年的增材制造國際貿(mào)易展覽會 Formnext 上，西門子展示了其在可持續(xù)領(lǐng)域發(fā)展中的杰出成果。該技術(shù)公司使用多個用例展示了如何減少資源、碳足跡和環(huán)境影響。西門子通過全面地考察整個產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，使用各種策略減少碳排放，設(shè)計一個環(huán)境友好的生產(chǎn)過程。



可持續(xù)增材制造的夾持器解決方案



第一個例子是夾持器的制造，西門子通過夾持器證明了優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計在綠色增材制造中發(fā)揮著的重要作用。

●西門子在用于汽車生產(chǎn)的搬運機器人的夾持器解決方案中，通過優(yōu)化設(shè)計使得夾持器的總質(zhì)量減少 64%，顯著減少了產(chǎn)品重量和所需材料。具體來說就是借助“NX for AM”（西門子提供的一個無縫的數(shù)字流程鏈），通過拓撲優(yōu)化找到最佳設(shè)計，然后使用 FEM 仿真對其進行測試，最后再進行打印。

●此外利用“Teamcenter Product Cost Management”和“Product Carbon Footprint Calculator”功能可以提前優(yōu)化產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和碳足跡。

●該特定項目最初打算使用一個重量超過58公斤的夾具，由660多個零件組裝而成。除了減輕重量外，設(shè)計多自由度消除了裝配的復(fù)雜性，減少了 80% 的裝配時間。

●與傳統(tǒng)設(shè)計和增材設(shè)計相比，生產(chǎn)成本降低了 73%，碳足跡減少 82%。

●此外，重量的減輕又可以支持使用更小的機器人，每年可節(jié)省 54% 的能源。

數(shù)字化制造減少能源消耗
可持續(xù)增材制造的第二個用例是與 GENERA 的合作，GENERA 是全球領(lǐng)先的高度自動化、基于光敏聚合物的增材制造技術(shù)供應(yīng)商，他們使用了西門子 Advanta 的“增材制造數(shù)字工廠規(guī)劃工具箱”。通過“數(shù)字孿生”，可以在不干擾正在運行的系統(tǒng)的情況下，對 3D 打印機在不同機器狀態(tài)下的能耗進行精確、透明的分析。由于更高效的能源管理，根據(jù)打印機的利用率進行計算，每個生產(chǎn)的組件可以節(jié)省 25% 到 30% 的能源需求。

環(huán)保材料
在第三個應(yīng)用中，西門子展示了在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的 3D 打印中使用的環(huán)保材料，這種材料再理想情況下是完全可生物降解的，為可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)提供了巨大的潛力。作為歐盟 SeaBioComp 項目的一部分，AM機器制造商 CEAD 和荷蘭復(fù)合材料專家 Poly Products 開發(fā)了 3D 打印的港口護舷。港口護舷是船舶的緩沖區(qū)，可確保岸壁不會損壞停泊在港口的船舶外壁。港口護舷通常由塑料制成，這些材料會通過磨損等方式進入海洋，成為對環(huán)境有害的微塑料。



此次3D打印的亞麻護舷與傳統(tǒng)港口護舷一樣堅固，但碳足跡更小。亞麻是100%可生物降解的。為了用亞麻生產(chǎn)擋泥板，Poly Products 依靠帶有西門子控制系統(tǒng)的 3D 打印機。他們將Sinumerik 840D sl （SINUMERIK 840D sl 被認為是高級 CNC 的標準，具有高CNC性能以及靈活性和開放性）安裝在 3 軸龍門機床中。這允許在復(fù)雜的機器人運動中實現(xiàn)所需的精度，以實現(xiàn)正確的材料應(yīng)用并將組件銑削成最終輪廓。

增材制造網(wǎng)絡(luò)AM Network 減少了碳足跡



增材制造標著制造業(yè)正朝著“去中心化”的道路發(fā)展，可以將昂貴的實物庫存改變?yōu)閿?shù)字倉庫，只有在需要時才在消費點附近生產(chǎn)商品。這提高了供應(yīng)鏈的彈性，降低了庫存成本，并減少了運輸過程中的二氧化碳排放量。西門子增材制造數(shù)字解決方案允許組織將這些數(shù)字資產(chǎn)構(gòu)建、驗證和認證整合到一個“庫”中。用戶只需單擊一個按鈕即可訂購。西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)（AM Network）將這些制造請求傳送到最合適的生產(chǎn)地點，以最大限度地提高全球生產(chǎn)能力并確保設(shè)備的更高利用率。避免了不必要的停機時間，并且優(yōu)化了 3D 打印機預(yù)熱和冷卻所消耗的能量。