帶你走進全球領先的3D打印產業(yè)化應用智能鑄造示范工廠3.0

來源：國家智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心

當前，全球制造業(yè)正加速邁向數(shù)字化、智能化時代，“智能制造”已成為當前和未來產業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來，國家智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心以“標準+示范”引領，已累計完成6座智能示范工廠的建設/參與，其中，在探索鑄造3D打印產業(yè)化應用的道路上，每一步腳印都顯得格外堅實而非同尋常。
3D打印產業(yè)化應用智能鑄造示范工廠——

1.0

• 2014年
• 四川 · 資陽
  

擁有國內自主研發(fā)的第一臺砂芯3D打印機；率先實現(xiàn)了3D打印技術在鑄造行業(yè)的產業(yè)化應用。

2.0

• 2019年
• 山東 · 煙臺
  

生產效率達同等規(guī)模傳統(tǒng)鑄造的5倍以上；年產5000噸高端精密鑄件，服務全球；第一次將桁架機器人用于組芯，創(chuàng)新性實現(xiàn)裸澆工藝。

3.0

• 2021年
• 安徽 · 蕪湖
  

為推進產業(yè)轉型升級，國家智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新中心聯(lián)合蕪湖市繁昌區(qū)創(chuàng)業(yè)投資有限公司，在素有“皖江明珠，創(chuàng)新之城”美譽的安徽蕪湖，共同投資組建了國家智能鑄造產業(yè)創(chuàng)新（安徽）中心，建設長三角首座3D打印鑄造全流程智能工廠。

從此，3D打印產業(yè)化應用智能鑄造示范工廠，正式迎來3.0時代……

2021年10月，共享（安徽）中心智能工廠“大咖”云集。18日，智能工廠作為第三屆中國綠色智能鑄造高峰論壇的重要參觀點之一。19日，近200位支持公司發(fā)展的各級政府領導/行業(yè)同仁/合作伙伴共同見證工廠啟用儀式圓滿舉辦。20日，智能工廠作為增材制造領域年度盛會2021增材制造發(fā)展蕪湖（繁昌）高峰論壇的重要參觀點之一。

那么，整個10月
鑄造行業(yè)/增材領域大咖們都在打卡的
智能工廠究竟是什么樣？
各個生產環(huán)節(jié)是如何運作的？
又是如何實現(xiàn)多項變革創(chuàng)新呢？

系統(tǒng)架構
一套完整的全流程鑄造智能工廠系統(tǒng)架構，是整個工廠設計/建設/運行的「核心」。

生產流程
從工藝設計到3D打印成型、組芯，從熔煉澆注到后處理……基于3D打印的鑄造生產流程，是支撐起智能工廠的「骨骼」。

物聯(lián)網(wǎng)實施及信息化軟件
基于標準架構，經過弱電及物聯(lián)網(wǎng)實施，在各個生產環(huán)節(jié)部署的信息化軟件，是智能工廠得以自動化運作的「血脈」。

關鍵點 01
Key points
通過全流程虛擬制造系統(tǒng)（VCS）進行工藝設計，將產品設計參數(shù)下發(fā)至鑄造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、智能單元控制與管理系統(tǒng)進行排產和生產。3D打印機按照成形智能單元（FIU）的指令自動工作，打印砂芯。

亮點
◆ 自創(chuàng)VCS全流程設計，提升產品質量；成形智能單元管控制造過程；
◆ 第三代打印機在外觀尺寸方面實現(xiàn)突破，同等面積廠房內3D設備產能最大化；
◆ 第三代打印機實現(xiàn)正反向循環(huán)打印，單箱設備效率達到雙箱設備水平，設備成本降低，效率倍增；
◆ 第三代打印機采用一臺混砂設備進行集中混砂，替代一臺打印機配一臺混砂機的模式，大幅降低設備維護成本。

關鍵點 02
Key points
AGV自動將打滿的工作箱送至緩存區(qū)，等待風洗。

亮點
◆ AGV穿梭在3D打印設備、緩存線、清砂站之間，AGV對接高度距離地面0.7米，高度降低，成本大幅下降。


關鍵點 03
Key points
桁架機械手自動抓取砂芯，依次進行風洗、浸涂作業(yè)，浸涂完成的砂芯被傳輸帶送入微波烘干設備進行表干處理。

亮點
◆ 桁架機器人代替吊車，實現(xiàn)工廠自動化、智能化、高效化、清潔化作業(yè)；
◆ 微波固化/烘干，設備占地面積小，烘干效率高、能耗低。


關鍵點 04
Key points
烘干完成的砂芯在控制系統(tǒng)的指令下，被自動運輸至立體庫進入指定的存放區(qū)位。桁架和立體庫在智能單元的控制下準確、高效地完成智能組芯工作。

亮點
◆組裝一個芯包僅用時3分鐘，精度可達到±1mm，效率是傳統(tǒng)生產方式的幾十倍。


關鍵點 05
Key points
熔煉智能單元通過全流程虛擬鑄造系統(tǒng)（VCS）提取原材料配比比例，單元控制自動加料系統(tǒng)提取其LIMS檢測信息。通過上層參數(shù)提取，熔煉智能單元下發(fā)工藝參數(shù)及執(zhí)行指令，球化設備配合澆注設備自動獲取指令進行鐵水球化、澆注。

亮點
◆ 熔煉智能單元管控制造過程；

◆ 無砂箱裸澆，采用卡箱式裸澆工藝，極大降低了砂鐵比，降本、增效。
關鍵點 06
Key points
精整智能單元自動下發(fā)打箱指令，裝載芯包的AGV駛至翻箱機，依次完成翻箱、震動落砂。操作人員駕駛抓件機械手，依次進行鑄件抓取、熱處理、拋丸、去澆冒口，鑄件完成精整、檢測、噴漆后發(fā)運。

亮點
◆ 精整智能單元管控制造過程；
◆ 精整單元模塊化設計，縮短工藝流程，提升作業(yè)效率及作業(yè)環(huán)境。

3D打印鑄造全流程智能工廠

• 三個100%
  

主要設備和軟件100%國產化、關鍵設備數(shù)控化率100%、關鍵數(shù)據(jù)自動采集率100%。

• “六無”生產
  

無砂箱、無吊車、無模型、無重體力勞動、無廢砂及粉塵排放、無溫差（空調環(huán)境）。

• 高性價比
  

建設成本下降20%以上，運營成本下降30%以上。

• 綠色、安全生產
  

實施全流程綠色（虛擬）制造；構建安全生產治理體系，自創(chuàng)數(shù)字化（EHSI）安全管理系統(tǒng)，創(chuàng)新應用先進裝備和技術，實現(xiàn)安全生產由“人管”變?yōu)椤皵?shù)控”。嚴守生態(tài)環(huán)�！凹t線”和安全生產“底線”。

• 多項變革創(chuàng)新
  

自創(chuàng)VCS全流程設計，持續(xù)提升質量；成形、熔煉、精整智能單元管控制造過程；集中管控砂子質量及統(tǒng)一混砂供砂；新型壓箱卡箱工藝，降低砂鐵比；智控中心、電腦端、手機端管控生產經營。