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基于3D打印的铸造智能工厂整体解决方案
来源:[铸造头条] 作者:[国家智能铸造产业创新中心] 发布时间:2023-06-28 09:59 浏览:

2023年3月,由工信部等三部门联合印发的《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》指出:到2025年,铸造和锻压行业总体水平进一步提高,保障装备制造业产业链供应链安全稳定的能力明显增强。产业结构更趋合理,产业布局与生产要素更加协同。重点领域高端铸件、锻件产品取得突破,掌握一批具有自主知识产权的核心技术,一体化压铸成形、无模铸造、砂型3D打印、超高强钢热成形、精密冷温热锻、轻质高强合金轻量化等先进工艺技术实现产业化应用。智能化改造效应凸显,打造30家以上智能制造示范工厂... ...智能工厂是现代工业、制造业的大势所趋,是目前实现企业转型升级的高级优化路径。

智能工厂是现代工业、制造业的大势所趋,是目前实现企业转型升级的高级优化路径。

国家智能铸造产业创新中心依托共享集团50余年铸造经验,面向新建或改造的铸造厂,提供基于3D打印的铸造智能工厂整体解决方案。

1、新建/改造项目咨询规划:车间工艺布局、物流规划、设备选型、信息化系统设计、弱电/网络规划等。

2、智能工厂总承包服务:工厂布局设计;设备选型及采购安装;工厂风水电气、设备基础条件设计;弱电/网络系统设计实施;设备安装、调试以及软硬件系统总集成;试生产组织等。

3、信息化系统建设:数字化管理系统、物联网、弱电/网络等规划及实施。


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01

 智能设备

智能装备是制造过程实现智能化所必需的物质条件,也是智能制造的核心载体。国家智能铸造产业创新中心依托共享集团10余年3D打印研发及产业化应用经验,提供3D打印机及配套设备解决方案。

主要设备:3D打印机、AGV激光导航车、桁架机器人、立体库、砂处理系统、除尘系统、浇注辊道及液压卡箱装置等。

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砂型3D打印机

3D打印技术与铸造的融合应用,简化了铸造模具的制造、制芯、造型等工序,实现了铸件的铸造工序流程再造,提高了铸件质量,降低了制造成本和劳动强度。

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AGV激光导航车

工厂应用AGV激光导航车实现砂型自动转运。

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桁架机器人

桁架机器人自动抓取砂芯,依次完成清砂、浸涂、组芯等工作。

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  立体库  

立体库存储砂芯、合箱完成的芯包以及浇注完成的芯包,减少占地面积,提高空间利用率。

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02

 信息化系统

基于国家智能铸造产业创新中心自主研发的铸造全流程运营管控平台(FOM),为工厂提供工艺管理、计划排程、生产执行、质检管理、能源管理、仓储管理、成本管理、绩效管理、设备数采(MDA)等核心应用,解决铸造生产过程中工艺执行、质量监测、异常处理、物料消耗、产品追溯等问题。通过一套系统,实现铸造生产运营全方位管控。

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工艺管理

以参数化、结构化、协同化的工艺设计方式实现企业核心工艺数据的集中管理,保证各节点工艺数据的规范性和一致性。通过与生产作业模块的全面集成,实现工艺下发、执行、监测、反馈、优化的闭环管控。同时,基于知识库应用促进企业核心技术、经验的总结、沉淀和复用,支撑企业持续技术创新。


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计划管理  

内嵌丰富的有限产能排产规则,实现自动排产。针对铸造全流程中不同工序的生产管理特性,分别按照铸件计划、模次计划、箱计划、炉次计划等多个层级对生产计划进行快速转化,实现计划排产、计划下发、完工汇报、计划跟踪等闭环管控。

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 作业管理

结合铸造行业不同工序(成形、熔炼、精整、加工、焊接、热处理等)的过程管控要求,实现单元级的精细化管控。

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实现工艺精准下发,通过PC/移动端集成应用,实现自动完工汇报,各类异常实时监测、自动报警,现场无纸化管理,生产效率显著提高。

  质检管理

基于ISO 9001、IATF 16949等铸造行业常用质量管理体系构建完整的质量管控流程,实现质检策划、质检计划、质量反馈、质量评审、纠正预防、质量追溯等闭环管控,确保铸件质量稳定。同时,基于CNAS认证要求,对铸造过程中所有关键物料的理化、性能、无损等专业检验数据进行集中管理,为产品质量追溯和分析提供有效的数据支撑。

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  设备管理

引入TPM管理理念,实现设备点巡检、设备报修、设备维修、设备保养、备品备件管理等相关业务的无纸化管理,提升设备管理的规范性。同时,基于设备数据采集对设备运行状态进行实时监测,对设备运行数据进行深度分析,对设备异常进行及时报警和响应,从而促进设备精细化管理,提高设备综合效率。

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 ——建设案例——    

截至目前,已在宁夏银川、四川资阳、安徽芜湖、福建泉州等地建成7座基于3D打印的铸造智能工厂。

其中,于2023年2月投产运营的共享(泉州)中心全球首座万吨级铸造3D打印全流程智能工厂,是基于3D打印的第四代铸造智能工厂。该工厂采用“3D打印、AGV转运、机器人自动清砂和组芯、立体库存储、全自动浇注、全流程虚拟制造、智能生产单元”等领先的信息技术和制造技术建设。

◆ 基于3D打印的第四代铸造智能工厂

◆ 全球首座万吨级铸造3D打印全流程智能工厂

◆ “三个100%”——主要设备和软件国产化率、关键设备数控化率、关键数据自动采集率100%

◆ “五无”生产——无砂箱、无模型、无重体力劳动、无废砂及粉尘排放、无温差(空调环境作业)

◆ 自主研发铸造全流程运营管控平台(FOM),通过一套系统,实现铸造生产运营全方位管控

◆ 铸件生产过程实现全面数字化,生产效率可以达到同等规模传统铸造的3倍以上

——提供砂型3D打印及快速制造服务

具备3D打印工艺设计、全流程生产制造(成型、熔炼浇注、精整、热处理等),全方位检测(化学分析、力学金相分析、无损检验等)服务能力,提供快速铸造一站式交付服务。

◆ 3D打印产业化应用,年产砂型9000吨;

◆ 年产高端零部件(铸铁/铸钢/铸铝)近万吨;

◆ 最短可实现3天砂型供货,7-15天铸件供货。




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