ACAM亚琛增材制造中心Gerret Lukas博士介绍增材制造快速模具

增材制造快速模具

针对formnext深圳展会所在的华南市场，ACAM精心准备了关于快速模具的前沿进展介绍。

谈起注塑模具，通常指的是金属模具，通过铸造的方式（或者通过SLM金属增材制造技术）获得金属模具工件，然后通过CNC机加工来获得金属模具光洁的表面质量，再批量注塑出塑料制品，而3D打印在金属模具方面早有应用。ACAM亚琛增材制造中心的研发联合体成员在2001年就开发了3D打印模具。对金属3D打印模具感兴趣的业界人士，可关注ACAM亚琛增材制造中心在formnext德国法兰克福展会期间的discover3Dprinting演讲。

ACAM亚琛增材制造中心继承亚琛Fraunhofer等研究机构宝贵的研究积淀

然而金属模具用在新产品的研发阶段则是昂贵而不合适的，这时候，在严格的研发周期压力下，用耐高温的特殊塑料来作注塑模具则是一种更为经济有效的途径。

尤其是对于中国尤其是华南所拥有的众多的消费电子市场。在塑料件的研发过程中，由于设计的快速迭代需求使得压缩样品的交货期对产品能够以最快的速度获得通过变得尤为重要，而如果向传统方式那样，每一次新的设计修改都对应一次新的金属模具制造和注塑过程，这样的周期是非常长且成本是十分昂贵的。通过3D打印出塑料快速模具，再通过注塑的方式获得小批量的注塑件成为设计过程中的好帮手。

ACAM亚琛增材制造中心从谷歌的众多的产品开发切入，分析快速模具对推动谷歌产品线实现快速迭代的意义，从而扩展到快速模具在不同的成型工艺中的应用。

而针对于增材制造自身的特点：可实现复杂的设计。ACAM亚琛增材制造中心通过详细的案例，包括电池壳模具的快速制造。

为了实现更好的经济性、降低模具成本、压缩注塑节拍、将工具的性能集成到模具中，ACAM亚琛增材制造中心开发了系列材料组合用于系列工艺；为了实现好的批量生产模具的经济性，ACAM亚琛增材制造中心还开发了模块化模具。

ACAM亚琛增材制造中心的重心是开发面向批量产的应用。在快速模具方面，ACAM亚琛增材制造中心不仅关注经济性，还从材料准备，模具制造，模具应用，模具回收等全方面的生产周期实现可持续性方面的计算。

而下一步，ACAM亚琛增材制造中心的目标是通过数字化的方式实现快速模具的温度控制、设计、模具寿命预测，不断的以数字化的方式优化快速模具的设计、成本计算、使用寿命等多个环节的优化。

ACAM亚琛增材制造中心Philipp Bickendorf介绍增材制造发展趋势

增材制造技术“深潜”-前沿发展趋势

尽管遭遇了早期发展阶段的炒作和过热，3D打印还是“摸爬滚打”的走在技术快速迭代，市场应用不断深化的上升路径，从而站在了面向量产的“十字路口”，并且面临着系统化的自动化。

ACAM亚琛增材制造中心的重心是开发面向批量产的应用，围绕着当前对量产的限制因素进行攻克，包括较慢的3D打印效率（尤其是对于PBF基于粉末床的选区增材制造技术来说），有限的构建空间，支撑结构，角度限制，几何变形，精度不够，后处理挑战以及低程度的自动化水平等等。

开发面向批量产的应用，ACAM亚琛增材制造中心重点研发的领域包括功能集成，自动化，材料，质量合格验证，过程稳定性控制等等，其中涉及到跨领域、多学科的交叉资源结合，而这正是ACAM亚琛增材制造中心科研联合体背后集成的科研资源所具备的独特优势。

量产的一大关键是自动化，在自动化方面包括系统硬件的自动化和软件实现的流程自动化。ACAM亚琛增材制造中心与世界上领先的应用企业合作，将增材制造往自动化+过程自主的方向推动，这其中包括减少手工处理程序避免加工过程的中断，实现多材料制造，实现零件整合，以及自主后处理加工等等。

在后处理加工方面当前金属增材制造下游加工步骤尚未实现自动化，部分原因是要制造的零件的几何形状不同，对自动化带来了极大的挑战。对于金属增材制造，大多数手动后处理成本特别高：它占总处理成本的70％。ACAM亚琛增材制造中心科研联合体正在为各个过程开发各种自主技术模块，由机器人负责工件的处理和后加工。

增材制造的发展趋势朝向多维度的深化层面，例如在材料开发方面，举例来说ACCESS （ACAM研发联合体成员）是与德国亚琛工业大学（RWTH）相关的独立研究中心，特别专注于金属材料和铸造工艺，ACCESS开发了一种新的具有双相钢（1.4517）材料特点的材料NADEA，极限抗拉强度1100 MPa。该系列基于无钴的高熵合金AlxCrFe2Ni2，并添加了QT合金成分，例如钼（Mo）。NADEA是设计用于直接能量沉积和激光粉末熔化工艺加工的高熵合金，是双相钢的一种有吸引力的替代品。与双相钢不同，NADEA不含sigma阶段，可进行多种热处理。

在增材制造的发展趋势方面，ACAM亚琛增材制造中心还关注多性能增材制造以及建筑领域的增材制造发展。3D打印-增材制造的发展将推动数字材料技术进步，多材料打印的进步，确保大幅减少增材制造新材料设计、开发和取得资格所需的时间和成本。该领域包括开发新的和新颖的计算方法，如基于物理及模型辅助的材料性能预测工具；开发对计算机预测进行验证所需的通用基准数据，以及针对材料性能表征的新思路，有助于为每一个新的增材制造材料-工艺组合开发设计循环。

智能化点阵数字材料建模

RWTH亚琛工业大学DAP数字增材制造学院，ACAM亚琛增材制造中心研发联合体成员

一次性打印，集成智能感应器

Fraunhofer ILT激光研究所, ACAM亚琛增材制造中心研发联合体成员

ACAM亚琛增材制造中心对增材制造过程自动化的愿景包括物料输送与产品输送之间由AGV小车完成，Industry工业4.0的控制站，一周7天，一天24小时无人值守加工。

ACAM亚琛增材制造中心对增材制造在多功能材料方面的愿景为无限组合的材料与技术，而最终的目标是点击即生产。ACAM亚琛增材制造中心定义达到这个愿景的进阶过程包括5个梯度，当前的世界范围内的发展大多还处在Level 0的水平，Level 0为功能化增材制造过程，Level 1为可预测的增材制造过程，Level 2为自动化的增材制造过程，Level 3为全自动化的增材制造包括前处理与后处理，Level 4为集成化的全自动化不同制造工艺的组合。

5G赋能自适应自进化制造

而关于3D打印-增材制造的发展方向，ACAM亚琛增材制造中心更多的研究维度包括可持续性发展，批量化执行，增材制造中的人工智能，5G赋能自适应自进化制造，协作生产，增材制造过程的数字化管理等等。

以上为论坛的部分内容精华预览，更丰富的精彩内容和详细的解释，欢迎莅临现场倾听。为方便中国听众理解和现场感知discover3Dprinting-3D打印发现之旅论坛所分享的精华内容，本次大会由ACAM中国董事王晓燕女士（Kitty Wang)全程主持，总结介绍，欢迎扫描报名二维码预定您的参加。

日期：2021年9月10日

大会主持人：Kitty Wang l ACAM中国董事

日程：

增材制造市场介绍

l Kitty Wang l ACAM中国董事

大会致辞

l Johannes Henrich Schleifenbaum教授 l ACAM GmbH总裁

ACAM最新进展

l Gerret Lukas博士 l ACAM GmbH项目总监

特邀嘉宾：Uwe Rothaug l Managing Director l 库尔特埃莎集团

特邀嘉宾：Benjamin Haller l 格朗吉斯铝业业务发展经理

增材制造技术”深潜”-前沿发展趋势

l Philipp Bickendorf l ACAM GmbH亚洲总监

增材制造快速模具

l Gerret Lukas博士 l ACAM GmbH项目总监

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