《IFT Vienna 通过 Ad-Proc-Add II 项目帮助塑造混合制造的未来》

  • 来源专题:智能制造
  • 编译者: icad
  • 发布时间:2025-05-12
  • 作为国际研究项目 Ad-Proc-Add II(增材制造零件的先进加工 II)的一部分,维也纳工业大学生产工程和光子技术研究所 (IFT) 开发了在整个工艺链中结合增材制造和减材方法的创新方法。

    维也纳理工大学 (TU Wien) 的生产工程和光子技术研究所 (IFT) 是欧洲制造科学领域的领先研究机构之一。IFT 专注于增材制造 (AM)、精密加工和数字流程集成,旨在为未来生产开发创新解决方案。

    由奥地利研究促进署(FFG)、德国联邦经济事务和气候行动部(BMWK)以及佛兰德斯创新与创业机构(VLAIO)资助的Ad-Proc-Add II项目——由ecoplus机电一体化集群、FKM和鲁汶大学协调。其目标是提高制造高度复杂组件的成本效率和精度。在此背景下,IFT 在使用基于仿真的工艺模型开发创新、应用就绪的技术解决方案方面发挥了关键作用,预计这将使未来的工业应用更加高效和可持续。

    IFT 的研究重点之一是分析增材制造 (ASM) 工艺链中产生的材料结构和表面完整性。在电弧增材制造 (WAAM) 领域,维也纳的研究人员研究了各种工艺参数和后处理方法对表面和子结构性能的影响等因素。研究结果为有针对性地调整部件特性(如硬度、残余应力和表面粗糙度)提供了重要的见解。

    Machine Hammer Peening 是 IFT 测试的一种中间处理方法,在增材制造部件表面的致密化和均质化方面表现出显著改善。当与喷丸强化和 Hirtisation 等技术相结合时,后处理可以得到系统优化。

    IFT 的一个关键贡献是开发了一个仿真模型,甚至可以在生产过程开始之前预测增材制造组件的形貌、应力分布和变形。使用有限元方法 (FEM) 为预测性过程规划奠定了基础。

    此外,仿真还扩展到包括可加工性分析,以根据增材制造数据提前优化加工策略。这样可以精确定义所需的最小加工余量,从而显著减少材料消耗和后处理时间。

    为了支持 ASM 流程链的数字化集成,IFT 还开发了 CAM 规则引擎的原型。这样就可以根据传感器驱动的过程数据自动调整刀具路径。该系统嵌入到定制开发的跨流程数据库中,该数据库将来自不同制造阶段的参数和传感器数据联系起来。这使得完全数据驱动的流程链的愿景触手可及。

    旅游学院强调工业适用性,尤其是对中小企业 (SME) 的适用性。通过战略性地将研究、仿真和实际验证相结合,我们与 15 个奥地利行业合作伙伴合作开发了可用的解决方案,包括将 WAAM 流程无缝集成到现有生产线中的方法——结果是实用、经济高效且可扩展的技术。

    Ad-Proc-Add II 项目由机械工程研究协会 (FKM) 协调,并得到斯图加特大学机床研究所 (IfW) 和多特蒙德工业大学加工技术研究所 (ISF) 等知名机构的支持。旅游学院及其由 Univ.-Prof.工程学博士哈比尔。Friedrich Bleicher 在该项目中发挥了核心作用。

  • 原文来源:https://www.voxelmatters.com/ift-vienna-helps-shape-the-future-of-hybrid-manufacturing-with-ad-proc-add-ii-project/
相关报告
  • 《太空制造公司获得NASA合同 开发太空混合增材制造系统》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-05-22
    • 自2016年3月在国际空间站上安装首台增材制造设备以来,太空制造公司已采用增材制造设备在太空制造了100多个聚合物零件。在成功履行NASA小企业创新研究第一阶段合同后,近期,太公制造公司获得了NASA小企业创新研究第二阶段合同,进一步开发名为“VULCAN”的下一代金属太空制造系统。 “VULCAN”系统将制造由航空级金属(如钛和铝)、高级聚合物制成的精密零件,以及结合了多种材料的混合部件。“VULCAN”系统将具备制造需要航空级材料强度和耐久性的零部件的能力。如生命保障系统的外壳,采用当前任何系统都是无法制造的。“VULCAN”混合制造系统能够以高精度按需灵活制造金属部件,在制造过程中资源消耗最少,是一种安全、高效的能力。 随着美国航空航天局马歇尔太空飞行中心在国际空间站对太空制造公司开发的多制造系统的扩展和运行,太空制造公司将开发技术,用于在国际空间站上进行演示,以证明这种能力对未来载人航天有益,如“绕月轨道平台网关”。对于长期探测,“VULCAN”系统有助于减少对地面制造的依赖。这种混合制造系统是朝着高效空间运行迈出的重要一步,提供了在空间环境中建造必要部件和组件的能力。 “VULCAN”将是首个将机加工零件带到太空的制造系统,可在太空制造许多关键部件。该系统组合了增材制造技术与常规制造方法,先采用增材制造技术来创建近净成形零件,再采用传统制造方法制造出成品。在一个流线型、自动化流程中,一个独特的系统进行制造、精加工及质检,消除了在制造过程中对人的需求。 “VULCAN”可以就地制造精密加工的金属零部件,例如在国际空间站或未来的载人航天平台上。这一技术结合了经太空飞行验证的硬件,一个独特的金属制造头,以及一个集成的传感器系统,可以生产在轨使用的现成部件。熔融沉积成形是太空制造公司太空增材制造设备当前采用的增材制造工艺,“VULCAN”以熔融沉积成形为基础。 “VULCAN”被设计成多功能和可升级的。源于太空制造公司经受过飞行验证的系统的技术,“VULCAN”可以按需调换不同的加工工具,并不断升级,以满足更多的NASA和商业太空飞行需要。“VULCAN”可兼容30多种材料,包括:高性能热塑性复合材料、钛,铝和不锈钢,可在空间站和在轨航天器有限的功率约束下制造金属零件。 “VULCAN”的起源与“太空建筑师”(Archinaut)系统(多功能太空机器人精确制造与装配)有关,两款设备都有自主机器人能力。太空制造公司正在进行整个Archinaut平台的地面试验和热真空试验。
  • 《巴斯夫首度利用化学回收塑料制造产品》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-12-17
    • 巴斯夫通过“化学循环项目”(ChemCycling)开辟了循环利用塑料废弃物的全新领域。化学循环为目前无法回收的混合或沾染污垢的塑料废弃物提供了一种创新的再利用途径。根据所在地区的不同,这些塑料废弃物通常被送去填埋或通过焚烧进行能量回收。但化学循环是另一种选择:通过热化学工艺,这些塑料可用于生产合成气或油品。由此产生的再生原料可以取代部分化石资源,用于生产巴斯夫的相关产品。 巴斯夫首次生产出以化学循环再生塑料为基础的产品,成为全球行业先驱之一。巴斯夫欧洲公司执行董事会主席兼首席技术官薄睦乐博士(Martin Brudermüller)表示:“负责任地使用塑料产品可以为全球废弃物处理作出重大贡献,这适用于公司、组织以及消费者。通过‘化学循环项目’,我们希望大量减少塑料废弃物的数量,将它们当作资源加以利用。我们通过这种方式为环境、社会和经济创造价值。我们与整个价值链中的合作伙伴联手创建了一个循环工作模式。”从废弃物管理公司到技术提供商和包装生产商,巴斯夫与客户和合作伙伴密切合作,构建循环价值链。 将废弃物变成奶酪包装和冰箱零件 巴斯夫已与十个来自不同行业的客户共同开发包括奶酪包装、冰箱零件和隔热板的试点产品。巴斯夫通过“化学循环项目”所生产出的产品与化石资源所生产的产品具有完全相同的特性,符合较高的质量和卫生标准。巴斯夫“化学循环项目”负责人Stefan Gräter博士看到了巨大潜力,他说:“新的循环方法为我们和客户提供了创新商业模式的机会。我们的客户非常重视使用再生材料制造产品和包装,但不能、也不愿在质量方面作出丝毫妥协。”巴斯夫下一步计划将“化学循环项目”生产的首批产品推向市场。 巴斯夫“一体化体系”为“化学循环项目”提供理想条件 在生产链的最上游,通过制油工艺从塑料废弃物中高温分解的油品被用于巴斯夫“一体化”(Verbund)生产中,这一原料由合作伙伴德国Recenso有限公司通过试点生产所提供。与此同时,也可以使用由塑料废弃物制成的合成气替代高温分解油。今年10月,首批采用这种方法取得的油料被送入位于路德维希港巴斯夫基地的蒸汽裂解装置中。蒸汽裂解装置是一体化生产的起点。该装置可在约850摄氏度的温度下破坏或“裂解”这些原料。通过该工艺主要生产出的是乙烯和丙烯。这些基础化学品在一体化生产中会被用于制造多种化学产品。遵循质量平衡法,通过计算和经认证的方式将再生原料的份额分配到得到认可的最终产品中去。每个客户都可以选择再生原料所占的比重。 技术和监管挑战 市场和社会都期望业界能够为塑料废弃物的处理提出建设性的解决方案。化学循环是对其他回收方式和废弃物管理过程的创新补充。巴斯夫可持续发展专家Andreas Kicherer博士解释道:“对于循环利用塑料废弃物,我们需要有广泛的选择,因为并非每种解决方案都适用于每种类型的废弃物,对每种产品都有效。首选始终应是在生命周期评估中表现最佳的解决方案。” 然而,项目在市场准备就绪之前必须满足技术和监管条件。一方面,现阶段将塑料废弃物转化为高温分解油或合成气等再生原料的技术需要进一步开发和调整,以保证产品品质的统一。此外,区域监管框架将在很大程度上影响这种方法在每个市场中的适用程度。例如,认定化学循环和质量平衡法对于实现产品和特定应用的循环目标至关重要。 合理处理塑料废弃物至关重要 塑料的使用为技术应用、医药和日常生活带来诸多便利,通常能更好地替代其他材料,而其挑战在于如何负责地管理消费者使用后的塑料。有效的废弃物管理系统、负责任的消费者行为,对于解决塑料废弃物污染等问题至关重要。为此,巴斯夫参与了各种协会项目和国际项目。例如,巴斯夫加入世界塑料委员会,并参与了艾伦·麦克阿瑟基金会的两个项目。此外,巴斯夫一直是Operation Clean Sweep®塑料行业倡议的成员,该国际倡议旨在减少塑料颗粒、薄片和粉末在环境中的流失。全新的“化学循环项目”是巴斯夫负责任利用资源的又一里程碑,也是巴斯夫如何应对全球挑战的同时帮助客户实现目标的一个例证。