电子传动与控制系统
3D 打印专家
无论是单个零件还是批量生产，工业 3D 打印对于制造业来说都变得愈发重要。GEWO Feinmechanik GmbH 凭借其针对高性能塑料的最新 3D 打印系统对相关需求做出了回应。通过提供现代自动化解决方案，博世力士乐贡献了自身的工业经验，并使该技术与自动化制造接轨。
GEWO 在为半导体、航空航天、医疗和科研行业开发和制造复杂工件方面拥有数十年的经验，始终有能力满足最严格的工艺质量要求。增材制造机械是该公司面向未来的另一条核心产品线。PERFORMER 260（图 1）是该公司 GEWO 3D 业务部门的最新产品，在去年的 formnext 展会上首度亮相。
图 1：GEWO 3D 的全新 PERFORMER 260 3D 打印系统（图片来源：GEWO Feinmechanik GmbH）
优势一目了然
“在 GEWO，细致的机械设计和对客户需求的关注早已深植于我们的血液之中。我们在开发 PERFORMER 260 时也考虑了这些因素，” GEWO 3D 营销与销售负责人 Martin Stangl 表示。
在打印材料的翘曲和粘合方面，260°C 的高成型体积温度带来了明显的优势。因此，该系统非常适合于高性能塑料的增材制造（图 2）。
图 2：PERFORMER 260 的示例工件：收集件、气体热交换器的横流式结构件、翼状工件、带间隙的固定支架（可减轻重量）（图片来源：GEWO Feinmechanik GmbH）
凭借 450 x 450 x 350 mm 的尺寸以及较高的成型体积温度，PERFORMER 260 已成为同功率级中目前可用的最大型 FFF 打印机之一，并且能够满足大多数客户的需求。除尺寸外，印刷速度在确保能够低成本生产的方面也起到了关键作用。GEWO 3D 的加速度高达 6 m/s²，行程速度高达 300 mm/s，物料吞吐量为 0.5 kg/h，是市场上的佼佼者。
MTX – 工业 3D 打印领域久经考验的数控系统
PERFORMER 260 采用具备超高性能的博世力士乐开放式数控系统 MTX，可实现精确可靠的打印过程，已在众多工业应用中得到了验证。打印机配有最新的 XM42 控制硬件和丰富的软件功能，这些功能通常出现在高度自动化的机床上（图 3）。这样可以确保尽可能短的循环时间和充足的计算能力，以实现高度动态、协调的运动，包括整个流程的监控和优化。
图 3：强大、智能、可连接：力士乐的数控系统 MTX（图片来源：博世力士乐）
增材制造对人机界面的要求不同于经典机床。用户希望操作屏幕简单明了，只显示基本信息，可供直观使用。MTX 提供简单的 HMI 解决方案用于生产这些屏幕。结合多点触摸屏，可以实现具有大型虚拟按钮的操作解决方案，从而使物理操作元件变得不再必要。
通过使用 MTX，GEWO 3D 已成功进入物联网领域。控制系统中包含的 OPC UA 服务器可将 3D 打印机无缝连接到生产中的自动化系统，以实现作业管理、性能监控或质量控制等功能。
用于虚拟调试和打印监控的数字孪生
除了高性能控制硬件和软件外，数控系统解决方案 MTX 还使用 IndraWorks 工程设计工具，在机器规划、调试和故障诊断以及生产流程初始测试期间为用户提供支持。IndraWorks 提供了一个虚拟数控系统 MTX，该系统具有与实际控制系统相同的软件和功能。结合力士乐的 Virtual Machine Simulation 解决方案，可以配置机器的数字孪生。
由此得到的 3D 仿真解决方案具有与真实机器相同的用户界面，并且可使用虚拟方式测试和评估生产过程（图 4）。除显示运动模式外，还可以显示材料的应用或移除，并监控过程中是否存在碰撞。在增材制造中，打印程序通常需要长期运行。此时，数字孪生能够显著提高仿真速度。通常需要运行数小时的打印程序可以在几分钟内完成仿真，二者系统行为完全相同。
图 4：MTX 用户界面中的增材制造 (AM) 流程仿真（图片来源：博世力士乐）
GEWO 3D 和博世力士乐 – 增材制造领域的强强联合
通过 PERFORMER 260，GEWO 3D 展示了 3D 打印机可以满足工业生产所预期的高标准。凭借高性能组件和创新的功能，GEWO 3D 为增材制造中的众多产品功能设定了基准。博世力士乐的自动化组件是实现这一成果的重要因素。数控系统业务开发负责人兼增材制造市场负责人 Peter Berens 也对此感到满意：“通过与我们的客户 GEWO 3D 的合作，我们再次证明了我们的解决方案是将 3D 打印集成到工业环境中并确保质量、重现性、经济性和可靠性的重要杠杆。”
作者： Karsten Kreusch 博士
自 2017 年以来，Karsten Kreusch 博士一直担任博世力士乐美因河畔洛尔公司的数控系统产品管理部门仿真专家。在进修电气工程并凭借“虚拟机床数控验证”课题的研究成果获得博士学位后，他在博世开始了机床仿真领域的研发生涯。