3D打印高达30万件的规模工厂概念,里程碑的EDAG冷却剂分配器

3D科学谷的市场研究专家将如今的3D打印市场格局划分为两种态势:“下风口”所制造的产品与传统方式制造的产品设计相同,将3D打印技术的应用局限在原型制造领域,发挥的是3D 打印 “快速”制造的优势;“上风口”通过3D打印技术成就“复杂”产品,这种产品通过传统方式通常很难制造出来,实现了更高的产品性能,提升了产品生命周期的附加值。

如今,EDAG与西门子的合作达到了一个重要的里程碑,EDAG最近展示了与西门子数字工业公司合作开发的3D打印主动冷却剂分配器,并首次安装在“EDAG SCALEbat”电池外壳中。 这种带有复杂冷却回路的冷却剂分配器,正是3D打印站在“上风口”的典型应用。

block 3D打印站在“上风口”的典型应用

3D打印的冷却剂分配器的任务是有效地消散快速充电过程和负载循环期间产生的热量。根据产生的热量,各个电池模块由集成的阀门控制器通过各种冷却回路主动控制,并根据需要进行冷却。借助西门子的Siemens CFD拓扑优化软件,与传统设计方法相比,冷却剂分配器将压力损失减少了22%

EDAG_13D打印冷却剂分配器。来源:EDAG

由于产品性能获得的明显提升,这款冷却剂分配器如同GE所规模生产的喷油嘴一样,面临着产业化生产的需求。

将惠普的工业级HP Jet Fusion 5200 3D打印设备集成到西门子的数字企业解决方案中,可以比以前更快,更经济,更可持续地生产这种冷却剂分配器。而基于高达30万件的规模化生产概念证明了在批量生产中通过3D打印制造零部件的经济可行性。

而该项目中的冷却剂分配器面向产业化生产发展的趋势,进一步说明了3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中所强调的仿真驱动设计,设计赋能3D打印附加值创造的逻辑。

block 3D科学谷Review

很多时候,企业无法实现从1到n的产业化发展,是因为陷入了下风口的僵局。而想要从“下风口”转移到“上风口”是充满挑战的,仅仅从对公司实力的要求上看,这两个风口对公司实力和人才水平的要求差距很大。

就专注于研发设备与材料的3D打印领域厂家来说,很难依靠自身的实力引领其用户从“下风口”转移到“上风口”。

而依靠用户自身对3D打印的了解,更难下定转型的决心,这其中除了像GE, 西门子这样产业链健全的应用型企业可以主动实现制造转型之外,在还会触及到动一发而牵全身的供应链的重新改造,技术的挑战、原有固定资产的投入或归零、人才的重新培训需求,各种“大山”使得当前的3D打印应用从下风口转移到上风口的路途举步维艰。

在这方面,EDAG做了很好的示范,EDAG是一家在汽车制造商背后的全力以赴、专门致力于开发3D打印汽车技术的工程公司。EDAG不仅探索如何创建通过传统制造工艺难以实现的零件设计实现从0到1的创新开发工作,还积极的探索从1到n的产业化发展路径下篇-《3D打印与新能源汽车白皮书》

就在2019年汉诺威工业博览会期间,西门子与EDAG还宣布了加强合作的计划。一个典型的产品是“Next Gen Space frame 2.0”智能模块化系统。这是EDAG和西门子以及Constellium,Fraunhofer IAPT,Concept Laser和BLM共同完成的轻质铝合金结构。

“Next Generation Space Frame 2.0”智能模块化系统结合了仿生力学设计和增材制造节点以及高强度,吸收能量的铝合金挤压型材。该概念提供极其灵活的制造解决方案,使其能够支持越来越多的交通产品,同时仍考虑经济因素。

EDAG工程公司在生产过程领域提供的专业知识为合作做出了重大贡献。已经创建了量身定制的未来工厂概念,使得为增材制造开发的组件也能够以更大批量生产并转移到实际的批量生产中

另一个经典的案例是EDAG工程发起的一个3D打印轻量化汽车引擎盖铰链的设计与制造项目-LightHinge+ 。在这个轻量化铰链的设计与制造过程中,EDAG 公司与其合作伙伴一起,通过拓扑优化设计、仿真分析、3D打印技术设计与制造了一个3D打印汽车引擎盖铰链,铰链在实现轻量化的同时,兼顾到了汽车制造业对安全稳定性的需求。通过仿真分析,项目组对该铰链的3D打印预期进行了有效控制。

Video cover视频:3D打印引擎盖铰链。来源:EDAG

汽车轻量化是实现汽车节能减排的重要途径,已成为汽车发展的潮流。3D打印技术在制造复杂轻量化结构零件方面,给予了设计师更广阔的设计空间。而EDAG正与其合作伙伴一起在引领3D打印应用于汽车轻量化的新技术潮流

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