基於3D打印的高端零部件快速製造智能工廠

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基於3D打印的高端零部件快速製造智能工廠國家智能鑄造產業創新（安徽）中心是國家智能鑄造產業創新中心的重要組成部分之一，由繁昌縣創業投資有限公司和國家智能鑄造產業創新中心共同投資組建。

目錄

一、企業簡介

國家智能鑄造產業創新（安徽）中心是國家智能鑄造產業創新中心的重要組成部分之一，由繁昌縣創業投資有限公司和國家智能鑄造產業創新中心共同投資組建。安徽中心將建設智能鑄造研究院分院、智能示範工廠（基於3D打印的高端零部件快速製造智能示範工廠）、創客工坊、工業雲中心、創客學院、工業互聯網體驗中心等，推動鑄造3D打印、機器人等新技術與產教融合，服務周邊鑄造產業、相關領域製造業，推進產業向高端化、綠色化、智能化、服務化發展。

二、項目簡介

該項目是長三角首座基於3D打印的鑄造全流程智能工廠，項目於2020年7月建成投入使用並進行竣工驗收。安徽中心基於3D打印的高端零部件快速製造智能工廠，採用3D打印、GV,機器人、自動熔煉澆注、全流程虛擬製造、智能生產單元等領先的信息技術和生產設備，實現最優工藝下的高效率、高質量生產，最短可實現3天砂型供貨，7-15天鑄件供貨。其3D打印和綜合集成技術全球領先。

三、項目技術方案

該項目主要設備和軟件100%國產化、關鍵設備數控化率100%、關鍵數據自動採集率100%。

"五無"生產：無吊車、無模型、無重體力勞動、無廢砂及粉塵排放、無溫差（空調環境）。

綠色、安全生產：實施全流程綠色（虛擬）製造；構建安全生產"1+1+1」治理體系，自創數字化（EHSI）安全管理系統，創新應用先進裝備和技術，實現安全生產由"人管」變為"數控"。嚴守生態環保"紅線"和安全生產"底線"。

多項變革創新：自創VCS全流程設計，持續提升質量；成形、熔煉、精整智能單元管控制造過程；集中管控砂子質量及統一混砂供砂；新型壓箱卡箱工藝，降低砂鐵比；智控中心、電腦端、手機端管控生產經營。

（1）通過全流程虛擬製造系統（VCS）進行工藝設計，將產品設計參數下發至鑄造執行系統（MES）、智能單元控制與管理系統進行排產和生產。

（2）3D打印機按照成形智能單元(FIU)的指令自動工作，打印砂芯。

（3）桁架機械手抓取砂芯進行清砂、浸塗作業。浸塗完成的砂芯進入微波烘乾房進行表干處理。桁架和立體庫在智能單元的控制下完成智能組芯工作。

（4）熔煉智能單元（MIU）通過全流程虛擬鑄造系統提取原材料配比比例，單元控制自動加料系統提取其LIMS檢測信息。熔煉澆注完成後進行冷卻。

四、項目成效

（1）經濟效益

依託全球領先的基於3D打印的高端零部件快速製造智能工廠，年產高端零部件及3D打印砂芯5000噸；可提供單重1噸以內鑄鐵件、單重0.5噸以內鑄鋼件的生產；砂芯尺寸精度0.38-0.5mm。採用3D打印、機器人、自動熔煉澆注、全流程虛擬製造、智能生產單元等領先的信息技術和製造技術，最短可實現3天砂型供貨，7-15天鑄件供貨。

建成後的智能工廠，人均銷售收入可達200萬元，產品合格率超過97%,效率提升 50%,實現了綠色、智能鑄造。

（2）社會效益

3D打印快速製造智能示範工廠採用「3D打印、AGV轉運、機器人自動組芯、自動澆注、全流程虛擬製造、智能生產單元」等領先的信息技術和製造技術，成為全球領先的基於3D打印產業化應用的智能鑄造示範工廠，引領3D打印產業化應用及傳統鑄造產業轉型升級。