由铂力特BLT-A400新设备看增材制造装备迈向自由之路

《》一文揭示，在许多领域，AM-增材制造（3D打印）技术已被广泛接受为在产品开发和测试期间生产功能原型的最快、最具成本效益的方法。

激光粉末床熔融金属3D打印技术，作为工业零件直接生产极具潜力的增材制造技术之一，在经过了多年功能原型、小批量生产的应用发展后，已开始在部分应用领域迈向了规模化生产阶段，例如复杂功能集成零件、骨科植入物、模具组件等。

就增材制造设备而言，工业零件批量化生产对于设备本身的生产效率、稳定性、安全性提出了更高的挑战。在这样的趋势下，激光粉末床熔化增材制造设备也逐渐进化出工业生产所需的属性。

本期，3D科学谷结合铂力特最新发布的面向工业零件批量化生产的BLT-A400 设备，与谷友共同感受铂力特围绕着“让制造更简单，世界更美好”的使命 ，如何让激光粉末床熔化金属3D打印设备实现更高程度的“自由”，以及如何助力工业制造增产提效。

©铂力特

我们认为设备领域会经过三个山头，第一个山头大家把设备攒出来，打印出“形”；第二个山头真正意义上解决市场上应用的需求，打印出“质”；第三个山头是真正意义上的智能化自动化的生产，打印出“自由”。我们现在处于第二个山头，这里面学问很深，而要达到第三个山头这里面挑战更大。 铂力特薛蕾@《好基因更要靠后天努力》@2016年11月

高效生产创造新自由

铂力特BLT-A400设备的成形尺寸为400mm×300mm×400mm，为满足当前大部分工业领域市场需求所提供的尺寸，兼顾工业制造的批量化生产与高效流转。

以工业生产领域常见的旋流器为例，铂力特BLT-A400满幅面可放置110件，年产量可以达到14500件（双激光，设备年使用率70%条件下），产能较同等条件下250mm幅面的设备至少增加40%。

BLT-A400支持光学配置升级，在标准配置双光的基础上可以升级三光，实现更快的制造。在不增加场地的条件下，增加产能；在不增加人员的情况下，提高人效，实现“场地有上限，产能无上限”。

BLT-A400可实现过滤器灵活配置。针对规模化工业制造可升级配置永久过滤器，滤芯寿命超10年，满足连续生产，避免打印过程中因更换滤芯导致的停机风险，与更换滤芯导致的设备空闲，提高设备使用率，同时可以减少滤芯消耗的成本和危废滤芯处理的不便。

打造应用端解决方案的新自由

铂力特BLT-A400金属3D打印设备覆盖的工业行业范围广泛，包含能源动力、工业模具、汽车制造、医疗行业等众多的领域。铂力特针对不同的应用细分领域做了专用的方案，通过深入行业来推动产业变革。

在医疗领域，髋臼杯采用随机点阵结构，具有与人天然骨相似的杨氏模量，可以减少人体内的异物感。使用铂力特BLT-A400设备打印髋臼杯，零件点阵结构孔径为400-600um，适宜骨细胞生长，人体组织可以生长至孔隙内，生物相容性更高。在双激光成形的情况下，年产量约为3750件，真正意义上实现批量定制化生产。

在工业领域，汽车轮胎钢片对粗糙度和尺寸精度要求比较高。BLT-A400可以实现±0.05mm的尺寸精度以及Ra3.2-6.3的表面粗糙度。满幅面两千多件钢片使用三激光年产量可以超22万件。

在鞋模行业，铂力特BLT-A400的400mm×300mm的幅面和鞋模行业的匹配度也非常高，可以实现95%的鞋模尺寸，双脚一次性成形，一致性更好。铂力特长期深入应用端，工艺不断迭代，从初始一双鞋54.5h的打印时间，缩短到双激光一双8码的鞋模28.5小时完成打印。无论是平面还是曲面都可以几乎百分之百还原初始模型，尺寸的精细度可以控制在±0.02mm以内。

铂力特BLT-A400还可以选配嫁接打印。在传统零件平面上实现增材制造的二次加工，更充分融合传统加工和3D打印的优势。例如模具行业，通过嫁接功能加工出的随形水路，可以实现精准随形控温，提高模具冷却效果，降低生产周期。

BLT-A400通过高精度相机拍照，算法自动匹配的方式完成一键嫁接，操作简单且不需要引入异物和伤害零件。满幅面精细结构的嫁接时间可以控制在15min以内，嫁接精度在±0.1mm，在实现复杂造型的同时提高了生产效率。

尊重工业生产需求提升新自由

l安全

规模化生产的管理和安全非常重要，因此铂力特非常重视设备的安全和可靠性。

在安全保障方面，BLT-A400设备获得了多项安全认证。设计了完善的安全回路互锁机制，具备静电处理系统、氧含量关联系统与压力关联系统，在安全防护方面实现闭环控制。同时配备了高质量工业手套箱，通过人、粉隔离，避免粉末对操作人员造成危害。

l粉末高效循环

高效的粉末循环也是规模化生产中的重要环节，是影响批量生产节奏的重要组成部分。针对粉末循环全流程，铂力特推出了全套自研辅助设备，帮助客户实现粉末高效流转。

在零件打印完成后，使用物料机可以快速清粉捞取零件；回收的粉末运转至筛粉机，即可完成粉末的自动筛分；紧接着，装有合格粉末的粉桶运转至供粉机，操作人员在地面即可完成自动加粉。整套过程使用同一规格和接口的标准粉桶，使得各部分操作更流畅。同时，为了降低复杂结构零件的清粉难度，还可配置清粉机，自动完成零件内部的粉末清理工作。BLT-A400配置的粉末循环系统减少了人与粉末的接触，更减少了粉末与空气的接触，零件成形全过程都可以由单人独立的完成，在保证人员安全和粉末安全的同时进一步解放了生产力。

l智能管理

BLT-A400搭载了诸多铂力特智能自主研发的软件。包括路径规划软件BLT-BP，设备监控软件BLT-MCS和智能产线管理软件BLT-MES。

BLT-MES监控系统实现了数字化工厂的雏形。系统可以通过厂房数百台设备、辅机数据的采集与监控，在线实时进行预警报警。监控系统展示参数可根据自己的需求进行灵活、精准配置，最终实现对厂房的宏观管控、稼动分析。铂力特的生产线有两百余台3D打印设备，具备批产化厂房的成功搭建能力。

生态圈合作共创新自由

正如薛蕾早在2016年就谈到的，铂力特真正重视的是：满足客户的真实需求，为客户解决问题、提供价值。客户真的是需要打印一件产品、购买一台3D打印机吗？不，客户是需要用3D打印技术解决问题、提升企业竞争力。

长久以来，增材制造受制于高成本、高材料价格、高手动工作量、低生产效率、设备之间沟通不畅、端到端的质量保证缺乏一致性等等问题。除了已经通过增材制造技术受益的高附加值制造领域，更广泛工业大规模制造领域如从增材制造技术获益，则离不开增材制造设备、软件、材料以及服务等多维度的共同发展。

那么如何更好的提供价值，这在于整个生态圈的合作。

增材制造设备在生产效率、成本效益、安全性与稳定性等工业生产属性方面的积极进化；在软件方面与更广泛的工厂生产设备进行集成；可用材料的丰富及成本的下降；针对细分应用的专用增材制造解决方案......等等方面的发展都将助推金属3D打印技术向更广的工业制造领域实现产业化应用。

重视合作，铂力特还参与了中国科技部和德国教育和研究部资助的项目ProCloud3D，该项目将成为工业4.0强大愿景和“2015-2020年中国战略”计划的里程碑式示范。

期待增材制造行业生态圈更加健全，上下游合作更加密切，推动增材制造迈向更广阔的工业化规模生产应用。

知之既深，行之则远。基于全球范围内精湛的制造业专家智囊网络，3D科学谷为业界提供全球视角的增材与智能制造深度观察。有关增材制造领域的更多分析，请关注3D科学谷发布的白皮书系列。

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