深度解析欧盟增材制造发展报告

欧盟在增材制造标准化方面提供了积极的支持,其SASAM增材制造标准化小组联合了ISO、ASTM以及CEN多方力量,其发布的2015增材制造标准化路线图里除了关于增材制造标准化路线图的详细介绍,还阐述了当前欧洲增材制造的优劣势分析,以及当前发展需要克服的问题。

(S)表示正在进行标准化

优势:

-E-电子化供应链,数据发送、全球发货体系、本地化供应链(S)

-独特的拓扑学产品优化设计

-多材料和分级结构是可能的(S)

-具规模经济效应

-无需库存、所需及所产

-高度的材料效率(高买飞比)

-可持续生产

-知识密集型流程/欧洲高质量工作的潜力

-欧洲对增材制造的知识程度高

劣势:

-没有足够的标准化(S)

-加工过程慢导致单件成本高

-过程的稳定性和可再生产能力低,需要更多的实时过程控制(S)

-材料标准化程度不够(S)

-零件的精度不够,需要后期处理(S)

-材料价格高(S)

-没有过程测试方法(S)

-用户缺乏足够的对增材制造的知识,缺乏设计工程师

机遇:

-混合生产(增材制造与传统加工方式混合将发挥彼此的优势)

-在现有的生产线中集成增材制造(S)

-通过新的设计工具来提供定制化设计(S)

-可以生产更多的复合材料及智能产品(S)

-材料可以重复使用 (例如陶瓷,生物复合材料等)(S)

-按需生产的新商业模式(S)

-高科技系统及其供应系统的巨大潜力

威胁:

-欧洲的OEM原始设备制造商少

-缺乏对具有增材制造知识能力的工程师

-亚洲的发展(设备和服务提供商)

-专利的过期(竞争更加激烈)

-美国、亚洲的发展很快,有更好的金融支持

需要克服的问题主要包含两个方面:技术领域和一般领域。技术领域包括:生产效率、过程稳定性、材料、过程和产品质量、产品数据和成本。一般领域包括:培训与教育、标准化与认证、环境、工业定义、可靠性以及其他。

生产效率:

-需要提高增材制造速度

-支持高容量生产,提高批次之间的稳定性以及材料的稳定性

-提高铺层速度、和层与层之间的转换速度

-开发测试增材制造产品的方法

过程可靠性:

-提高材料的过程能力、质量和表现性能

-提高过程公差的控制能力

-提高产品的表面质量

-提高过程控制和监控能力

-开发效率更高更容易控制的激光

-减少金属产品的残余应力

-制定正确的第一时间处理方法

-开发能在过程中更好的控制温度的工具

-提高几何稳定性

-分析能源消耗和减少方法的发展

-开发复合材料的增材制造方法

-提高软件的利用程度

材料:

-提高材料的性能:静态性能和抗疲劳性能,使增材制造优于铸造和锻造材料

-提高不同机器间的工艺参数交换能力

-适用于不同加工技术的半结晶和非晶态聚合物的识别

-专用的增材制造材料

-开发材料的一致性和可重复性以及与加工参数配合

-分析不同材料的特性和增材制造技术的复合材料验证

-分析和开发包括生物材料、超导材料、新磁性材料、高性能金属合金、非晶态金属、复合高温陶瓷材料、金属有机骨架、纳米颗粒和纳米纤维材料

过程和产品质量:

-开发能减少后期产品处理需要的过程中控制与监控方法及系统

-开发流畅的工作体系使得通过混合加工来达到产品的几何与表面要求

-提高材料特性和机械性能以达到更好的表面质量

-开发内置测头以提供无需中断的产品质量监测,早期发现可能会发生的质量问题或者产品缺陷

-开发设计工具和方法来使得设计师能更加自由的发挥增材制造的优势

-提高对能量源的操纵水平,包括激光和电子束,以及材料的反应控制,以能够生产更小的产品,并提高更好的产品质量。

产品数据:

-开发特定应用、材料及过程的材料性能信息数据库

-开发材料性能比较及分享的平台

成本:

-减少废品和提高重复率

-更快的周转处理材料/零件/组件处理

-促进新的粉末生产来源或新的/改进的供应链集成方法的材料加工

-提高材料的使用率

培训与教育:

-制定具体的培训模块,包括设计/建模,流程,材料和应用

-为管理技术人员以及其他非技术的业务人员关于增材制造带来的新物流、精益制造和新的商业模式的培训教育

-大学和技术学院课程的教育材料和课程,以及基本本科和研究生水平的教育材料和课程

-基于特定的工业案例研究,技术转让支持和供应链支持的活动

-专业机构为行业提供的培训项目,更多的为了提高增材制造技术能力、材料和应用能力的专项培训

环境:

-提高增材制造的热源效率,更多的节能激光

-提高过程生产效率,降低过程损失

-批量回收材料的批量验证和标准化,尤其是高分子材料

-对于老化的达到自然使用寿命的零件开发熔融材料的回收策略,监控和材料化学控制策略,以及雾化材料创造策略从而系统化原料使用生命周期。

标准化(参考):欧盟支持的SASAM项目组发布增材制造标准化路线图

工业定义:

-技术研究的要求需要被归类以满足技术的多样化需求,尤其是标准化、和知识产权方面。

-一个专注于供应链和欧洲共同能力的行业咨询小组

:

-制定新的业务模式明确规定和指引有效供应、生产组件,以确保产品的安全,并建立零件/产品发生故障或损坏的可追溯性体系

其他:

-特别是在欧盟和美国之间的全球合作将是有益的

-与最终用户增强沟通,了解用于的商业案例,并用于提高标准对他们的支持作用

-将研发的产品设立认证机制,通过测试的产品从TLR4移动到TRL7以及TRL9

-数字数据的价值主张的更多考虑

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