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工业4.0背景下,PLM的技术发展趋势

—— 第七届CIMdata PLM市场和产业发展论坛综述

2018/5/29    来源:e-works    作者:e-works  李璐      
关键字:PLM  CIMdata  第七届  
2018年4月20日,由数字化企业网(e-works)与国际知名PLM研究机构CIMdata联合举办的CIMdata 2018 PLM市场与产业发展论坛在上海成功举办。CIMdata 2018市场和产业发展论坛主题为“工业4.0的全球影响和发展状况”,这是e-works与CIMdata连续第七年联合举办的PLM领域专业论坛。

 
五、增材制造的产业化应用
 
    增材制造不仅仅是发明一种新型的机床,也是提供一种新的生产方式,它甚至会影响到组织的变革。增材制造适用于各种领域,如航空航天与国防、重工业、医疗器械等。使用增材制造技术,企业可以获得更卓越性能的产品,例如更少的零件数量、更轻的重量、更低的成本等。
 
    增材制造产业化是指将增材制造技术融入企业流程来制造零部件或产品。增材制造产业化涉及到材料、设计、组织、评价指标和可追溯性等,实施增材制造意味着完全重构设计和制造产品的方法。在产品的设计阶段,运用诸如CAD建模、创成式设计、拓扑优化、仿真、PDM等技术及软件进行产品的设计及数据的管理。在材料方面,增材制造的材料包括金属、复合材料、热塑性塑料、尼龙、光敏聚合物等众多选择。在技术方面,目前有熔融沉积成型、直接金属激光烧结、选择性激光烧结、电子束3D打印、粉末融化成型等技术。
 
    实施工业增材制造需要考虑众多要素,如企业的目标、组织结构、人员技能、投资回报率、工作流、试用及购买的成本等。增材制造适用于制造复杂结构的产品,面向功能设计,而不是面向形状。其中,在产品设计阶段可以运用拓扑优化、创成设计、仿真设计来优化产品结构。在材料利用率方面,增材制造明显优于传统的制造方式。以下图所示零件为例,传统制造方式加工而成的产品其原材料与零件重量比高达15:1,而采用增材制造的方式加工而成的产品其比值只有1.5:1。
 
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图9传统设计与面向增材制造的设计对比
 
    在过去,人类通过制造钢材、混凝土、电线等来构建新的产品,面向增材制造的设计允许更灵活、不规则、不均匀的复杂结构的运用,这颠覆了产品的设计方式。以飞机上的舱顶储物箱为例,传统设计中一架飞机需要箱门、铰链板、铰链销、螺栓、垫圈、螺母等将近3000多个零件,而使用增材制造的方式,零件的数目可以减少到64个。
 
    在面向增材制造的设计过程中,组织工作流的各个场景都需要强化管理,同时也必须紧密协作。在商务、工程、设计、质量、制造各个环节都需要使用全新的思维,以防止重回到传统制造的结果中去。实现真正面向增材制造的设计,可以帮助企业形成灵活的组织结构,建立严密的安全措施,记录最佳实践,并形成企业自主的知识产权。
 
    增材制造产业化需要制定业务流程计划,控制范围、安全性。通过让专家参与,企业可以确定目标、策略、指标和投资回报率。增材制造产业化是一段旅程,而不是一个新工具。

责任编辑:李璐
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