西門子助力增材制造加速綠色發(fā)展

來源：西聞進行時

西門子攜增材制造可持續(xù)發(fā)展解決方案亮相2022 Formnext增材制造國際貿(mào)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(chǎn)品全生命周期踐行可持續(xù)發(fā)展理念，實現(xiàn)資源節(jié)約、減少生產(chǎn)過程中的碳足跡，助力實現(xiàn)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(yè)的夾具解決方案，充分展示了優(yōu)化設(shè)計在實現(xiàn)綠色增材制造過程中發(fā)揮的重要作用。在該案例中，通過使用面向增材制造行業(yè)的NX軟件平臺，西門子建立起一條無縫的數(shù)字流程鏈，通過拓撲優(yōu)化找到最佳設(shè)計，然后使用有限元法（FEM）模擬進行測試。通過優(yōu)化設(shè)計，夾具的總質(zhì)量減少了64%，大幅減少了所需的制造材料。西門子“Teamcenter產(chǎn)品成本管理解決方案”及“產(chǎn)品碳足跡計算器”功能還能夠針對生產(chǎn)成本和碳足跡進行優(yōu)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(shè)計還降低了裝配的復雜性，節(jié)約了80%的裝配時間。與傳統(tǒng)設(shè)計方式相比，采用增材設(shè)計使該案例中生產(chǎn)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(jié)省54%的能源消耗。

△西門子增材制造解決方案設(shè)計的汽車夾具

通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型優(yōu)化能源消耗實現(xiàn)更高效的生產(chǎn)
西門子與GENRA在增材制造領(lǐng)域達成合作。 GENERA采用了西門子艾聞達的“增材制造數(shù)字工廠規(guī)劃工具包”，利用數(shù)字光處理對插頭連接器的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)進行模擬。通過建立生產(chǎn)過程的數(shù)字孿生，在不影響系統(tǒng)正常運行的情況下，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。得益于更有效的能源管理，生產(chǎn)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(fā)環(huán)保材料
西門子還展示了其針對建筑和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)打造的3D打印環(huán)保材料，該材料能夠?qū)崿F(xiàn)生物降解，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(fā)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(chǎn)的亞麻護舷與傳統(tǒng)護舷一樣堅固，但生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳足跡更少，且100%可生物降解，對環(huán)境更加友好。生產(chǎn)該材料的3D打印機配備了西門子Sinumerik 840D sl控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)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(wǎng)絡(luò)減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳足跡
增材制造正在推動制造業(yè)朝著“去中心化”的方向發(fā)展，現(xiàn)有的高成本實體庫存將轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字倉庫，實現(xiàn)就近生產(chǎn)。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(shù)字化解決方案將支持各組織機構(gòu)對數(shù)字資產(chǎn)進行構(gòu)建和認證，并整合到一個統(tǒng)一的“庫”中，讓用戶能夠根據(jù)需求一鍵下單。西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)用戶制造需求找到相匹配的生產(chǎn)地，大幅提升響應速度和各生產(chǎn)地的設(shè)備利用率。這種模式能夠有效避免不必要的停機，并優(yōu)化3D打印機預熱和冷卻所消耗的能量。西門子增材制造網(wǎng)絡(luò)還支持企業(yè)基于數(shù)字化平臺進行交流溝通，從而優(yōu)化配置生產(chǎn)設(shè)施，高效響應生產(chǎn)需求。