Ad-Proc-Add II 通过仿真和自动化推动混合增材制造

时间：2025-04-14 09:22 来源：未知作者：admin 阅读：次

2025年4月13日，一个来自奥地利、德国和比利时的跨国研究联盟推出了混合增材制造的新技术框架，重点关注预测模拟、材料效率和数字自动化。项目名为Ad-Proc-Add II（增材制造零件先进加工 II），联合工作由机械工程研究协会(FKM)、ecoplus 机电一体化集群和研究型大学鲁汶大学负责协调。资金来自奥地利的FFG 、德国的BMWK和法兰德斯的VLAIO。

△Ad-Proc-Add II 由欧洲研究机构支持，并由 FKM、ecoplus 和鲁汶天主教大学协调。图片来自 ad-proc-add.eu。

项目的核心是通过紧密集成的工艺流程优化增减材制造 (ASM) 链。工程师为金属 3D 打印部件开发了新的支撑结构，以减少材料浪费并简化后处理过程中的移除。这些支撑结构采用激光束粉末床熔融 (PBF-LB/M) 和定向能量沉积 (DED) 系统进行测试，然后采用传统加工进行精加工。刀具路径规划由新的工艺数据库指导，该数据库将几何输入与材料特性和机床参数关联起来，从而优化增减材操作之间的排序。

研究人员构建了数值模拟模型，用于预测多个工艺阶段中的热变形、残余应力和最终零件几何形状。这些模型已在各种金属合金和机器配置中得到验证。通过在打印前模拟零件变形，工程师可以主动修改刀具路径或支撑配置。这种方法提高了尺寸可靠性，无需多次原型迭代。该项目还旨在更深入地了解工艺参数和制造策略如何影响返工部件的几何形状、表面质量和边界区域属性，从而能够精确定制这些部件以满足预先定义的性能要求。

为了支持自动化，项目还开发了一个规划架构，将仿真输出与刀具路径生成软件连接起来。这使得混合系统能够根据增材制造轮廓调整加工策略，确保在精加工步骤中保持公差。将这些功能集成到生产数据库中，标志着我们在闭环数据驱动制造工作流程方面取得了重大进展。

产业合作确保现实世界的相关性

这项研究由多特蒙德工业大学机械加工技术研究所(ISF)、斯图加特大学机床研究所(IfW)、维也纳工业大学生产工程与光子技术研究所(IFT)、FOTEC、托马斯·莫尔梅赫伦-安特卫普大学、GFE Schmalkalden和鲁汶大学共同开展。与此同时，工具制造商、机械制造商、软件开发人员和工业终端用户也针对实际生产环境中的功能需求和约束条件提供了反馈。此次合作指导了材料、工艺变量和模拟保真度的选择。

△工艺流程展示了加法、减法和检测步骤的优化集成。图片来自 Ad-Proc-Add II。

ecoplus 机电一体化集群项目经理DI Benjamin Losert 强调了实际集成的重要性：“我们已经看到一些公司对将我们开发的技术集成到其生产系统中表现出了浓厚的兴趣。” 研究成果已在 EMO、METAV和Formnext 展会上展示，并在同行评审论坛上发表，此外还为工业工程师和技术经理举办了专门的研讨会。项目还通过开发改进的工具、夹具概念以及面向设计和生产人员的数字概要来支持中小企业的采用，从而降低进入门槛并降低实施风险。

虽然混合增材制造并非新鲜事物，但其更广泛的工业应用却因不可预测的工艺交互、过多的后处理以及不连贯的软件生态系统而受到阻碍。Ad-Proc-Add II 通过共享数据结构将零件几何形状、仿真模型和加工逻辑连接起来，解决了这些问题。这种统一的工作流程减少了猜测，缩短了开发周期，并提高了零件质量的可重复性。先前的混合增材制造研究侧重于机器集成；Ad-Proc-Add II 将重点转向了过程智能。其数据库驱动的规划方法可以实现在航空航天、模具和医疗行业的可扩展部署，因为这些行业的几何复杂性和功能公差至关重要。

后续项目正在开发中，旨在进一步将这些模拟和数据规划工具嵌入到商业系统中。有意者请联系FKM，邮箱：info@fkm-net.de ，索取最终技术报告。更多文档请访问www.ad-proc-add.eu

(责任编辑：admin)

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