金属3D打印构建基板全封闭自动更换解决方案
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在2019年法兰克福formnext 3D打印展会上，德国机床制造商通快（TRUMPF）展出了一种新的专利解决方案，其通过对传统的金属SLM打印机进行改造，实现了3D打印基板的自动更换，从而将打印机停机时间减少到最低限度。本期，3D打印技术参考来介绍其实现的过程以及意义。
对于SLM技术来说，打印之前的准备工作非常繁琐且要花费大量时间，这些操作包括了构建板的加热与调平、铺送粉与充气过程等等。如果业务不多，大可慢慢去做；而如果订单紧急，批次打印之间就需要重复进行上述工作，操作人员甚至还得加班；而如果打印过程需要更昂贵的气体保护，那就进一步增加了成本。
通快推出的构建板自动更换技术在原理上其实非常简单，就是把两块板摞在一起，一次任务打印完成时，送粉装置会将上面的基板推送至溢流容器中；随后，3D打印机自动在新的基板上进行构建，系统立即开始下一个打印作业，而无需操作员打开舱门进行粉末清理和一系列的准备操作。
这一功能将为用户节省时间、成本和资源，缓解生产高峰期带来的生产压力，真正实现设备连续不间断自动运行。
该解决方案特别适合订单波动很大的行业，尤其对牙科行业增材技术的工业化具有重要意义。由于牙科打印时间往往较短，且需要频繁更换基板以保证交货周期，如夜间打印完成则只能等待工作人员第二天处理，一些紧急任务则只能拒单。基板自动更换解决方案使机器完全可以在无人干预的情况下满负荷运行，当订单激增时，该方案可以帮助企业履行交付任务，保持行业竞争力。
通快基于其TruPrint 1000的机型进行了设备升级改造。该打印机成型尺寸为φ100*100mm，主要面向牙科和珠宝制造。基板自动更换解决方案因无需补充保护气体还能够节省资源，同时笔者认为该方案集成了基板自动调平功能，并具有良好的基板预热能力。通快声称，凭借TRUMPF打印机的一系列独特设计，TruPrint 1000已成为世界上最畅销的小型3D打印机。
自动化将是金属3D打印未来趋势
在此之前，EOS和SLM Solutions也推出了自动化的解决方案。
由EOS主导的“NextGenAM”新一代增材制造试验性生产线项目于2019年5月取得成功。该项目的实施基于一个复杂、可扩展的增材制造生产线，从数据准备到打印直至热处理、线切割、后处理以及质量检测等过程全部实现自动化，无需人工干预。
自动化实现的基础是所有机器的网络化，全部由中央自动控制站发出命令并控制。生产线的核心是用于金属工业3D打印的四激光EOS M 400-4系统，它与其他外围设备如粉末站和拆包站等配合使用。无人驾驶运输系统和机器人确保零件在整条生产线间流动。无论实际生产过程如何，它们都可以执行单独的操作，如为新订单进行打印准备、已完成的部分进行拆包、零件机械加工等等。
SLM Solutions于2017年推出的SLM800打印机也在一定程度上推进了零件生产的自动化理念。SLM 800配置了自动化处理站，可以自动处理开箱、预热、冷却、粉末移除和粉末转移等过程。此外，它还集成了永久性过滤技术，熔池监测、多激光功率监测技术，机器控制优化软件和真空可选粉末供料单元等技术。SLM 800可以集成到自动化和全自动化的生产流程中。
SLM 800自动化装备
3D打印作为一种补充性、多功能且相对新型的制造手段，正在如火如荼的发展。如果抛开自动化谈金属3D打印的制造过程，很难界定它是否仍然属于劳动密集型技术，在当前的3D打印生产模式下，人发挥的作用至关重要，有些工作也是非人力所不能及。全流程的自动化不仅仅意味着控制系统以及硬件系统的成熟，更在于它可能解决了一些类似工艺规划、打印失败等关键问题的处理能力，使之更契合工业4.0的发展要求。
