世界をリードする3Dプリント産業アプリケーションインテリジェント鋳造デモンストレーション工場3.0にご案内します

この投稿はLittle Soft Bearによって2021-11-17 09:24に最後に編集されました。

出典：国家インテリジェント鋳造産業イノベーションセンター

現在、世界の製造業はデジタル化とインテリジェンス化の時代に向けて加速しており、「スマート製造」は現在および将来の産業発展の重要な方向性となっています。近年、国家インテリジェント鋳造産業イノベーションセンターは「標準+実証」をリードし、6つのインテリジェント実証工場の建設/参加を完了しました。その中で、鋳造3Dプリントの産業応用の探求の各ステップは特に堅実で並外れているように見えます。
3Dプリント産業化応用知能鋳造モデル工場——

1.0

2014
四川紫陽

同社は中国で独自に開発した初の砂型コア3Dプリンターを保有しており、鋳造業界における3Dプリント技術の産業応用を初めて実現しました。

2.0

2019
山東省煙台

生産効率は同規模の従来の鋳物に比べ5倍以上、年間生産量は5,000トンの高級精密鋳物で、世界に供給されています。コア組立にトラスロボットを初めて採用し、革新的な裸鋳造プロセスを実現しました。

3.0

2021
安徽省蕪湖

国家インテリジェント鋳造産業イノベーションセンターと蕪湖市蕪湖市蕪湖区ベンチャーキャピタル有限公司は、産業のモデルチェンジとグレードアップを促進するため、「万江の真珠、イノベーションの都市」として知られる安徽省蕪湖市に国家インテリジェント鋳造産業イノベーション（安徽）センターを設立することに共同投資し、長江デルタ初の3Dプリントと鋳造の全工程インテリジェント工場を建設します。

それ以来、3Dプリント産業化応用インテリジェント鋳造モデル工場は正式に3.0時代の幕開けとなりました...

2021年10月、シェアード（安徽）センタースマートファクトリーには多くの「ビッグネーム」が集まりました。 18日、スマート工場は第3回中国グリーンスマート鋳造サミットフォーラムの重要な訪問先の一つでした。 19日には、同社の発展を支援する各レベルの政府指導者、業界関係者、パートナー約200名が出席し、工場の開所式が盛大に行われた。 20日、スマート工場は、付加製造分野の年次イベントである2021蕪湖（芜昌）付加製造開発サミットフォーラムの重要な訪問先の一つでした。

では、鋳造業界/付加製造分野の大手企業が 10 月を通してチェックしてきたスマートファクトリーとは、具体的にどのようなものなのでしょうか。
各生産リンクはどのように動作しますか?
複数の変化と革新を実現するにはどうすればよいでしょうか?

システムアーキテクチャ
完全なフルプロセスファウンドリスマートファクトリーシステムアーキテクチャは、工場全体の設計/構築/運用の「中核」です。

製造工程
工程設計から3Dプリント、コア組立、製錬、鋳造、後処理まで…3Dプリントをベースとした鋳造生産工程は、スマートファクトリーを支える「骨格」です。

モノのインターネット実装と情報ソフトウェア
標準アーキテクチャに基づき、弱電とモノのインターネットを通じて実装され、さまざまな生産リンクに展開される情報ソフトウェアは、スマートファクトリーの自動運転を可能にする「血液」です。

キーポイント01
要点
プロセス設計は全プロセス仮想製造システム (VCS) を通じて実行され、製品設計パラメータは鋳造実行システム (MES) とインテリジェントユニット制御および管理システムに送信され、スケジュールと生産が行われます。 3D プリンターは、Forming Intelligence Unit (FIU) の指示に従って自動的に動作し、砂コアを印刷します。

ハイライト◆製品品質を向上させるために自社開発したVCS全プロセス設計、製造プロセスを制御するインテリジェントユニットの形成。
◆第3世代プリンターは外観とサイズにおいて画期的な進歩を遂げ、同地域の工場における3D機器の生産能力を最大化しました。
◆ 第 3 世代プリンターは順方向および逆方向のサイクル印刷を実現し、シングルボックス機器の効率がダブルボックス機器のレベルに達し、設備コストが削減され、効率が 2 倍になります。
◆ 第 3 世代のプリンターでは、砂混合装置を使用して砂を集中的に混合し、プリンター 1 台を砂混合機 1 台に置き換えることで、設備のメンテナンスコストを大幅に削減します。

キーポイント02
要点
AGV は充填された作業ボックスをバッファエリアに自動的に搬送し、空気洗浄を待機します。

ハイライト◆ AGV は 3D プリント装置、キャッシュライン、砂洗浄ステーション間を往復します。AGV のドッキング高さは地面から 0.7 メートルで、高さが低くなり、コストが大幅に削減されます。

キーポイント03
要点
トラスロボットが砂中子を自動で掴み、エアー洗浄、ディップコーティングを順次行います。ディップコーティングされた砂中子はベルトコンベアでマイクロ波乾燥装置に送られ、表面乾燥処理されます。

ハイライト◆トラスロボットはクレーンに取って代わり、工場の自動化、インテリジェンス、効率性、清潔さを実現します。
◆ マイクロ波硬化/乾燥は、装置の占有面積が小さく、乾燥効率が高く、エネルギー消費量が少ないです。

キーポイント04
要点
乾燥した砂コアは、制御システムの指示により自動的に三次元倉庫に搬送され、指定されたエリアに保管されます。トラスと立体倉庫は、インテリジェントユニットの制御下で、インテリジェントコア組み立て作業を正確かつ効率的に完了できます。

特長◆コアパッケージの組み立てにはわずか3分しかかからず、精度は±1mmで、効率は従来の生産方法の数十倍です。

キーポイント05
要点
製錬インテリジェントユニットは、全工程仮想鋳造システム（VCS）を通じて原材料比率を抽出し、自動供給システムを制御してLIMS検出情報を抽出します。上位パラメータを抽出することで、製錬インテリジェントユニットはプロセスパラメータと実行指示を発行し、球状化装置は注湯装置と連携して、溶鉄の球状化と注湯の指示を自動的に取得します。

ハイライト ◆ 製錬インテリジェントユニットが製造プロセスを制御します。

◆ 砂箱裸注湯が不要で、カード箱裸注湯技術を採用し、砂鉄比を大幅に低減し、コストを削減し、効率を高めます。
キーポイント06
要点
仕上げインテリジェントユニットが自動的に箱詰め指示を出し、コアパッケージを積載したAGVが箱回転機まで走行し、箱回転と振動砂除去を順に完了します。オペレーターは掴みロボットを操作して鋳物を掴み、熱処理、ショットブラスト、鋳込みおよび押湯の除去を行います。鋳物は仕上げ、検査、塗装を経て出荷されます。

ハイライト ◆ 仕上げインテリジェントユニットが製造プロセスを制御します。
◆ 仕上げユニットのモジュール設計により、工程フローが短縮され、作業効率と作業環境が向上します。

3Dプリント鋳造フルプロセススマートファクトリー

3 100%

主要設備とソフトウェアは100％国産、主要設備のCNC化率は100％、主要データの自動収集率は100％です。

「シックス・ノー」プロダクション

砂場なし、クレーンなし、模型なし、重労働なし、廃棄砂・粉塵排出なし、温度差なし（空調環境）。

高いコストパフォーマンス

建設コストは20％以上削減され、運用コストは30％以上削減されました。

環境に優しく安全な生産

全工程を通じてグリーン（仮想）製造を実施し、安全生産ガバナンスシステムを構築し、デジタル（EHSI）安全管理システムを構築し、先進設備と技術を革新的に適用して、安全生産を「人的管理」から「デジタル制御」へと変革します。生態環境保護の「レッドライン」と安全生産の「ボトムライン」を厳守します。

複数のイノベーション

自社開発の VCS 全プロセス設計により、品質を継続的に向上。成形、製錬、仕上げのインテリジェントユニットにより製造プロセスを制御。砂の品質を集中管理し、砂の混合と供給を統一。新しいボックスプレスとボックスジャミング技術により砂と鉄の比率を低減。インテリジェントコントロールセンター、コンピューターターミナル、携帯電話ターミナルにより生産と操作を制御。