Блог

В будущее с аддитивным производством!

Это небольшой рассказ о достижениях и целях Siemens в сфере аддитивного производства. Основной фокус направлен на результаты работ подразделения Finspång в Швеции

Автор - Ashley Eckhoff, специалист Siemens PLM. Адаптированный перевод - Хабарова Елена, IDEAL PLM

Развитие аддитивного производства, включая создание прототипов и производство деталей по требованию, - это быстрорастущее явление в промышленности.

Такие предприятия, как Finspång, находятся «на передовой» инноваций, демонстрируя лучшие достижения аддитивных технологий на своем заводе (... в Finspång находится мастерская Siemens для 3D-печати компонентов газовых турбин, город расположен 
в Швеции...).

В будущем, аддитивное производство будет расти в геометрической прогрессии и станет стандартной частью производственных процессов.

Работа, которая ведется в Finspång, + программное обеспечение для аддитивного производства от Siemens - это лишь часть многоступенчатого подхода к аддитивному производству.

В 2016 году Siemens приобрел компанию Materials Solutions, производителя аддитивных материалов мирового класса, расположенную в Вустере, Великобритания.

Materials Solutions производит высококачественные металлические компоненты для таких отраслей, как аэрокосмос, энергетическая промышленность, автомобилестроение.

Еще одна ступень в освоении аддитивных технологий - это их применение разными подразделениями Siemens в текущих и будущих проектах. Многие подразделения находятся за пределами сфер энергетики и программного обеспечения.

Другой стороной этой многогранной стратегии является недавно объявленная сеть Siemens Additive Manufacturing Network. Эта онлайн-платформа объединяет разработчиков деталей и поставщиков услуг в сфере аддитивного производства. Она обеспечивает онлайн-доступ к знаниям об аддитивных технологиях, а также о глобальном распределенном производстве.

В ближайшем будущем предприятие Finspång продолжит серийное аддитивное производство турбинных горелок, а также перейдет к серийному аддитивному производству турбинных лопаток и лопастей.


Опыт Siemens поможет другим производителям освоить аддитивные технологии для производства серийной продукции


Siemens стремится помочь производителям перейти от прототипирования к серийному производству на базе аддитивных технологий. Благодаря исследованиям 
и многочисленным успешно созданным продуктам в процессе освоения аддитивного производства, у компании есть возможность помочь клиентам, производителям оригинального оборудования во внедрении этой технологии.

Преимущества аддитивного производства огромны, и цифровизация играет решающую роль в достижении успеха.

«Без оцифровки или моделирования самого процесса вы не сможете осуществлять промышленное производство в больших масштабах», - сказал Андреас Саар, вице-президент по разработке технологических решений и аддитивного производства в Siemens PLM Software.

«Достижения в области цифровых технологий, моделирования процессов и машинного обучения станут основными активами, способствующими индустриализации».

Специалисты Finspång считают, что скоро турбины Siemens будут подключены 
к диагностическому центру, где запасные части можно будет заказать и распечатать по требованию.

Отслеживание каждой турбины обеспечит критическую обратную связь, например, часы работы и погодные условия, повысив эффективность и долговечность турбины при одновременном снижении затрат. Газовая турбина сможет анализировать свое собственное состояние и заблаговременно сигнализировать о необходимости технического обслуживания. Компоненты можно будет изготавливать с запасом, чтобы минимизировать время простоя.

Взгляд в будущее


Технология быстро развиваются, и вскоре машины и процессы 2018-го года 
для аддитивного производства будут усовершенствованы. Андреас Грайхен, руководитель группы в Центре компетенций аддитивного производства в Финспонге, считает, что современные машины для аддитивного производства похожи на передовые компьютерные технологии на этапе их зарождения.

«Возможно, в то время некоторые думали, что достигнутого уже достаточно, но остановка инноваций устранила бы естественное развитие более совершенных компьютеров, интернета и облачных технологий», - сказал Грайчен.

План Siemens по использованию этого потенциала опирается на развитие новых технологий, поскольку он нацелен на создание современного инновационного производства.

В рамках традиционных производственных мощностей Siemens уже максимально сократил сроки ремонта и повысил производительность оборудования. Теперь же компания хочет подключить производственное оборудование к цифровой цепочке, чтобы расширить возможности аддитивного производства.

Благодаря подключению оборудования к цифровой цепочке - от проектирования до серийного производства и контроля качества - производственный процесс станет более плавным и эффективным, ошибки будут выявлены раньше, а время выхода на рынок сократится.

Анализ больших данных и машинное обучение делают эту тему важной для изучения. Производственные машины и принтеры будут связываться друг с другом и использовать машинное обучение для сбора данных для последующего использования.

Изделия и компоненты будут производиться в соответствии с точными спецификациями, поскольку работы по сборке выполняются по требованию, а улучшения производятся на основе обратной связи от оборудования.

По мере роста сложности и необходимости тщательного изучения данных, способность человека отслеживать изменения становится практически невозможной. Эти будущие машины смогут отслеживать, открывать и распечатывать файлы, обеспечивая обратную связь в реальном времени и корректируя процессы на лету.

image

Развитие аддитивного производства


Siemens также планирует создание интеллектуальной производственной базы, которая задействует искусственный интеллект, виртуальную и дополненную реальность. Это будут центры для изучения и совершенствования процессов на предприятиях.

Например, порошки и микрочастицы, использованные при сборке, небезопасны для рабочих, а трудоемкий процесс очистки включает в себя надевание защитной формы и ручную очистку камеры сборки.

Машины могут выполнять более опасную работу, поэтому рабочая среда человека должна быть более безопасной и здоровой. Предприятие может использовать автономную робототехнику для управления процессом/выполнения этой очистки, гарантируя, что люди на месте не будут подвергаться воздействию опасных материалов.

С момента первоначальных инвестиций в эту технологию Finspång уже построил манипулятор, способный извлекать порошок из существующих машин M280, где производится ремонт горелки, освобождая сотрудников от этой потенциально опасной задачи.

Наряду с безопасностью человека, Siemens хочет стать лидером в области экологической безопасности. По мере развития технологии аддитивного производства для производства компонентов требуется все меньше ресурсов.

Использование аддитивного производства может привести к снижению веса конечного продукта, энергопотребления и расхода материалов. Затраты и воздействие 
на окружающую среду сводятся к минимуму, так как для производства требуется меньше материалов.

Идея Finspång заключается в том, чтобы иметь полуавтономное оборудование для быстрого производства, ремонта или создания прототипов, а также специалистов-техников для управления заводом и производственными мощностями.

В полевых условиях, например, дистанционный мониторинг газовых турбин будет выявлять проблемы, оповещая предприятие о необходимости в запасных частях и компонентах, где их можно автоматически заказать через облако.

Эта полуавтономная подключенная фабрика будет нуждаться в таких системах, 
как оперативный и автономный мониторинг, роботизированная очистка оборудования для производства добавок, автоматическое 3D-сканирование и проверка, самовосстановление, также потребуются системы, которые могут обрабатывать эти данные. Это видение делает Siemens лидером в развитии аддитивного производства.

Отсюда вытекают преимущества, которые приветствует любая производственная компания:

  • По мере развития аддитивных технологий для производства компонентов требуется все меньше ресурсов
  • Аддитивное производство обеспечивает снижение веса конечного продукта, сокращение энергопотребления и расхода материалов
  • Кроме того, затраты и воздействие на окружающую среду сводятся к минимуму благодаря меньшему количеству материалов, необходимых для производства

В ближайшее время Siemens ожидает увеличения числа машин для производства добавок в Finspång, создания запасных частей по требованию, печати деталей для новых турбин, а также реализацию печати и выполнения заданий с помощью облачных и цифровых двойников.

Автономность позволит датчикам контролировать работу во время печати, обеспечивая соблюдение правильных параметров и получение требуемого качества.

Проектирование и производство деталей в масштабе


Движение вперед часто требует взглянуть на прошлое. Finspång имеет долгую историю производства изделий из металлов, и сегодня она продолжается с аддитивным производством в Siemens. Эта технология предоставляет огромную возможность оглянуться назад и посмотреть, как можно улучшить существующие продукты, сделав их более рентабельными и более дешевыми для конечного пользователя.

Как и в случае с газовой горелкой: то, что начиналось с малого, как инструмент для создания прототипа и ремонта устаревшей конструкции, превратилось в объединение 13 компонентов в единую деталь, которая теперь производится в масштабе с помощью аддитивного производства. И это только один пример, а потенциал для дальнейших инноваций огромен.

Как и в случае с газовой горелкой: то, что начиналось с малого, как инструмент 
для создания прототипа и ремонта устаревшей конструкции, превратилось в объединение 13 компонентов в единую деталь, которая теперь производится в масштабе с помощью аддитивного производства. И это только один пример, а потенциал для дальнейших инноваций огромен.

Данная публикация является переводом одного из серии постов в блоге Ashley Eckhoff, специалиста Siemens PLM. Ashley имеет опыт работы в машиностроении, работает 
в Siemens более 20 лет на различных должностях. Последние несколько лет он глубоко погрузился в аддитивное производство.

Поделиться на Facebook →
Поделиться ВКонтакте →
Поделиться в Twitter →
Производство