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西門子助力增材製（zhì）造加速（sù）綠色（sè）發展

2022-12-15 來源：西門子（zǐ）作者：-

• 增材製造設計的高自由度，助力汽車行業在夾具生產過程中減少了80%的碳足（zú）跡

• 通過數字（zì）孿生優化生產過程，減少生產過程（chéng）的（de）碳排放

• 通過去中心化生產，減少倉儲和運輸過程中的碳排放

• 使用可生物降解材（cái）料進行3D打印，減少汙染

西門子攜增材（cái）製造可持續發展解決方案亮相2022 Formnext增（zēng）材製造國際貿（mào）易展覽會。通過多個應用案例，西門子全方位展示（shì）了如何在產品全生命周期（qī）踐行可持（chí）續發展理念，實現資源節約、減少生產過程（chéng）中的碳（tàn）足跡，助力實現全球氣候治理目標。

夾具增（zēng）材製造（zào）綠色解決方案

西門（mén）子應用於（yú）汽車行業的夾具解決方（fāng）案，充分展示了優化設計（jì）在實現綠（lǜ）色增（zēng）材（cái）製造過程中發揮的重要作用。在該案例中（zhōng），通過使用（yòng）麵向增材（cái）製造行業的NX軟件平台，西門子建立起一條（tiáo）無縫的數（shù）字流程鏈（liàn），通過拓撲優化找（zhǎo）到最佳設計，然後使用有限元法（FEM）模擬（nǐ）進行測試。通過優（yōu）化設（shè）計，夾具的總質量（liàng）減少了64%，大幅減少了所（suǒ）需的製造材料。西門子“Teamcenter產（chǎn）品成（chéng）本管理（lǐ）解（jiě）決方案”及“產品碳足跡計算器”功能還能夠針對生產成本和碳足跡進行優化（huà）。本案例最初擬打（dǎ）造一個由660多個零件組（zǔ）裝而成，重達58公斤的夾（jiá）具。最終成品不僅重量大幅下降，靈活的設計還降（jiàng）低了裝配的複雜性（xìng），節（jiē）約了80%的裝配時間。與傳統設（shè）計方式（shì）相比，采用增材設計使該案例中生產（chǎn）成（chéng）本降低73%，碳足跡減少82%。夾具（jù）重量減輕後，使用體（tǐ）量較小的機器人便（biàn）可對其進行操（cāo）控，每年可進一步節省54%的能（néng）源消耗。

通過數字（zì）化轉型優化能源（yuán）消耗（hào），實現（xiàn）更高效的生產

西門子與GENRA在增材製（zhì）造領域達成合作。 GENERA采用了西門子艾聞達的“增材製造數字（zì）工廠規劃工具包”，利（lì）用數字（zì）光（guāng）處理對（duì）插頭（tóu）連（lián）接器的產業化生產進行模擬（nǐ）。通過建立（lì）生產過（guò）程的數字孿（luán）生，在不影響係統正常運行的情況下，對（duì）3D打印機在（zài）不同機器狀態下（xià）的（de）能耗進行精確、透明的分析（xī）。得益於更有效（xiào）的能源管理，生（shēng）產各（gè）組件時（shí），基（jī）於打印機利用率的不同，可減（jiǎn）少25%到30%的能源消耗。

開發環保材料

西門子還展示了其針對建築和基（jī）礎設施建設行業（yè）打造的3D打（dǎ）印環保材料，該材（cái）料能夠（gòu）實現生物（wù）降解，為行業的可（kě）持續發展提供了巨大潛力。

增材製造機器製造商CEAD和荷（hé）蘭複合材料專家Poly Products 共同開發了3D打印的亞麻港口護舷。港（gǎng）口護舷在船舶停靠岸邊時可（kě）提供緩衝，使得岸壁不會對船舶外壁帶來重（chóng）裝損（sǔn）傷。港口（kǒu）護舷通（tōng）常由塑料製成，日常磨損會導致（zhì）有害（hài）塑（sù）料流入海（hǎi）洋。通（tōng）過3D打印（yìn）生產的亞麻護舷與傳統護舷一樣堅（jiān）固（gù），但生產過程（chéng）中（zhōng）產生的碳足跡更少，且（qiě）100%可生（shēng）物降解，對環境更加友好。生產該材料的3D打印機配備了西門子Sinumerik 840D sl控製（zhì）係統，能夠實現對機器人複雜運（yùn）動的精準控製，保證材料應用和組件銑（xǐ）削（xuē）準確無誤。

建立增（zēng）材製（zhì）造網絡，減少生產過程中產生的碳（tàn）足跡

增材製（zhì）造正在推（tuī）動製造業朝著“去中心化”的方向發展（zhǎn），現有的高成（chéng）本實體庫存將轉變為數字倉庫，實現就近生產。這樣既可以提升供應鏈彈性，又能夠降低庫存成本，還能夠減少運輸過程中的二氧化碳排放。西門子增（zēng）材製（zhì）造數字化（huà）解決方案將支持各組織機構對數字資產進行構建和認證，並整合（hé）到一個統一的“庫”中，讓用戶能夠根據需求一鍵下單。西門子增材製造（zào）網絡可以（yǐ）根據用戶製造需求找到（dào）相匹配的生（shēng）產地，大幅提（tí）升（shēng）響（xiǎng）應速度和（hé）各生（shēng）產地的設備利用率。這（zhè）種模式能夠有效避免不必要的停機，並優化（huà）3D打印機預熱和冷卻所消耗的能量。西門子增材製造網絡還支持（chí）企業基於數（shù）字化平台進行交流溝通，從而優化配置生產設施，高效響應生產（chǎn）需求。

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