应急的移动制造

对每一家企业来讲，避免生产设备的故障停机都是至关重要的。停机的成本非常高，有时甚至会给企业造成致命的打击，尤其是在基础设施和物流不畅的地区，例如矿山和矿井。而更糟糕的是，设备维修企业也很难及时到达。1台矿井挖掘机出现故障时常常一天的损失就高达20万欧元，金矿或者钻石矿中的损失则更大。金矿、钻石矿中一条输送带中很普通的一个零件出现了故障有时会导致每天100万欧元的损失。

集装箱式的移动生产加工是一种很好的替代解决方案，尤其是在偏远地区。MSF移动智能工厂是在Peiseler公司主持下，由Metrom公司和Bionic公司参与合作的项目成果，在一个特殊改制的20英尺集装箱中完成零部件的切削加工和增材制造。

“这样就可以在现场快速地修复损毁的零部件或者重新生产制造损坏的零部件了。”Bionic公司移动智能工厂项目经理Paul Jahn说道。

Bionic公司的项目工程师正在移动智能工厂的设备上装夹工件。

Bionic公司之所以能够提供这样的解决方案是有原因的，汉堡港务和物流股份公司（HHLA）旗下的公司提供了成套的3D打印解决方案：从战略咨询到实际运营、从仿生工程再到原型制造、从单个零件到批量零件的3D打印和后处理。总部地址位于吕讷堡的Bionic公司将“大自然的创新力”视为可持续发展和盈利的典范。

技术合作伙伴

在集装箱式的移动智能工厂中，Bionic公司使用的是金属焊丝的电弧增材制造技术（WAAM）。这是一种利用电弧熔化金属丝、分层“焊接”、最终产生所需金属零部件的工艺技术。WAAM之后的零部件精密铣削加工也是在同一系统的控制下进行的，因此这里只需要一次装夹就可以了。也因为只有一次装夹，因此不会出工件变形。由于在集装箱式智能工厂中无需多次装夹、测量、调整装夹位置，因此也为用户节约了大量的生产辅助时间。

这一项目的密切合作伙伴还包含了世界著名的回转工作台和定位机构制造商Peisler公司。因为在MSF移动智能工厂中的切削加工和增材制造都对零件的定位精度提出了很高的要求。这一高精度的回转定位任务就是由Peiseler公司研发生产的回转工作台ATU 400来完成的。

设备中的电弧将金属丝熔化并逐步“打印”出所需的零部件。

Metro公司选择Peiseler公司进行合作也并非巧合。Metro公司生产的第一个移动智能工厂的集装箱中安装使用的是采用Gefertec的堆焊设备，这家总部地址位于柏林的公司也为WAAM设备提供自己的产品。

Peiseler公司的WAAM冷却方案

   
 “Peiseler公司的解决方案完全征服了我们。”Metro公司的首席技术官Marcus Witt说。他所在的公司是一家生产五轴联动设备的专业企业。该公司的五轴联动技术确保了固定式设备和移动式设备都有着足够的精度和刚性。在此基础上，Peiseler公司研发生产的回转工作台构成了第六个运动轴，并能够在完成零件定位的同时更好地利用集装箱内的可用空间。Witt强调说：“Peiseler公司的这一特殊设计满足了我们的特殊需求。”

最重要的是Peiseler公司专门为这种圆形回转工作台开发设计了一套全新的冷却方案：用旋转分水器将冷却液泵送到回转工作台的各个部位。“这使我们能够迅速降低焊接时产生的高温，从而直接降低电弧焊传导到被焊接零件上的温度。虽然冷却水的密封是一项要求很高的技术，但由于从设计到生产制造都是在我们自己家里完成的，因此我们很好地掌握了这一切。”Peiseler公司的销售经理Marc Gronau说。

正在移动智能工厂中编写搅拌叶片的加工程序。

在回转工作台的材料选择上，Peiseler公司选用了铝合金材料，因为铝合金材料不会生锈并且具有良好的导热性能。“我们的设计师不断地优化改进增材制造中使用的零部件，使其能够满足表面焊接时苛刻的工作要求。”Gronau解释说。

巨大的市场潜力

对Witt来讲，水冷回转工作台有着很高的附加值：“Peiseler公司的这种冷却方式是独一无二的，这对WAAM也是非常有益的。”在联系Peiseler公司之前，Witt所在企业也咨询了其他的设备供应商，然而一直没有合适的解决方案。Bionic公司MSF项目经理Paul Jahn说：“我们的WAAM工艺技术绝对需要这种水冷回转工作台。”

3个合作伙伴都认为移动智能工厂有着良好的市场前景。除了采矿领域之外，Bionic公司的这款产品还可以在航运业、石油和天然气、铁路和机械工程等领域中使用。

该公司认为，在缩短故障设备停机时间、降低设备维修成本方面这种集装箱式的智能工厂有着巨大的潜力。这种移动式智能工厂最适合于在通常难以到达的地方使用。“它也将在日益增长的可持续性发展方面做出巨大贡献。例如减少复杂的物流过程，减少新零件的采购等等，也大大地减少了二氧化碳排放量。”Bionic公司领导人Baniel Beck补充说道。

当前，许多地区供应链的困境也是推动移动智能工厂发展的一个动力。分散生产有助于减少生产过程的不稳定性。 “在这方面我很有信心。我们的移动式智能工厂在市场上是独一无二的，可以在全球范围内使用，我们有着非常好的市场前景。”Beck说道。

本文译自德国Werkstatt und Betrieb杂志
作者：Christian Mannigel

来源：荣格-《国际金属加工商情》

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