當(dāng)前，全球制造業(yè)正加速邁向數(shù)字化、智能化時(shí)代，“智能制造”已成為當(dāng)前和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來，國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心以“標(biāo)準(zhǔn)+示范”引領(lǐng)，已累計(jì)完成6座智能示范工廠的建設(shè)/參與，其中，在探索鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的道路上，每一步腳印都顯得格外堅(jiān)實(shí)而非同尋常。

3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用智能鑄造示范工廠

1.0

• 2014年
• 四川 · 資陽
  

擁有國內(nèi)自主研發(fā)的第一臺(tái)砂芯3D打印機(jī)；率先實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)在鑄造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

2.0

• 2019年
• 山東 · 煙臺(tái)
  

生產(chǎn)效率達(dá)同等規(guī)模傳統(tǒng)鑄造的5倍以上；年產(chǎn)5000噸高端精密鑄件，服務(wù)全球；第一次將桁架機(jī)器人用于組芯，創(chuàng)新性實(shí)現(xiàn)裸澆工藝。

3.0

• 2021年
• 安徽 · 蕪湖
  

為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心聯(lián)合蕪湖市繁昌區(qū)創(chuàng)業(yè)投資有限公司，在素有“皖江明珠，創(chuàng)新之城”美譽(yù)的安徽蕪湖，共同投資組建了國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新（安徽）中心，建設(shè)長(zhǎng)三角首座3D打印鑄造全流程智能工廠。

從此，3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用智能鑄造示范工廠，正式迎來3.0時(shí)代……

2021年10月，共享（安徽）中心智能工廠“大咖”云集。18日，智能工廠作為第三屆中國綠色智能鑄造高峰論壇的重要參觀點(diǎn)之一。19日，近200位支持公司發(fā)展的各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)/行業(yè)同仁/合作伙伴共同見證工廠啟用儀式圓滿舉辦。20日，智能工廠作為增材制造領(lǐng)域年度盛會(huì)2021增材制造發(fā)展蕪湖（繁昌）高峰論壇的重要參觀點(diǎn)之一。

那么，整個(gè)10月
鑄造行業(yè)/增材領(lǐng)域大咖們都在打卡的
智能工廠究竟是什么樣？
各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是如何運(yùn)作的？
又是如何實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)變革創(chuàng)新呢？

系統(tǒng)架構(gòu)
一套完整的全流程鑄造智能工廠系統(tǒng)架構(gòu)，是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)/建設(shè)/運(yùn)行的「核心」。

生產(chǎn)流程
從工藝設(shè)計(jì)到3D打印成型、組芯，從熔煉澆注到后處理……基于3D打印的鑄造生產(chǎn)流程，是支撐起智能工廠的「骨骼」。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施及信息化軟件
基于標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，經(jīng)過弱電及物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施，在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)部署的信息化軟件，是智能工廠得以自動(dòng)化運(yùn)作的「血脈」。

關(guān)鍵點(diǎn) 01

通過全流程虛擬制造系統(tǒng)（VCS）進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)下發(fā)至鑄造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、智能單元控制與管理系統(tǒng)進(jìn)行排產(chǎn)和生產(chǎn)。3D打印機(jī)按照成形智能單元（FIU）的指令自動(dòng)工作，打印砂芯。

亮點(diǎn)
◆ 自創(chuàng)VCS全流程設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量；成形智能單元管控制造過程；
◆ 第三代打印機(jī)在外觀尺寸方面實(shí)現(xiàn)突破，同等面積廠房?jī)?nèi)3D設(shè)備產(chǎn)能最大化；
◆ 第三代打印機(jī)實(shí)現(xiàn)正反向循環(huán)打印，單箱設(shè)備效率達(dá)到雙箱設(shè)備水平，設(shè)備成本降低，效率倍增；
◆ 第三代打印機(jī)采用一臺(tái)混砂設(shè)備進(jìn)行集中混砂，替代一臺(tái)打印機(jī)配一臺(tái)混砂機(jī)的模式，大幅降低設(shè)備維護(hù)成本。

關(guān)鍵點(diǎn) 02

AGV自動(dòng)將打滿的工作箱送至緩存區(qū)，等待風(fēng)洗。

亮點(diǎn)
◆ AGV穿梭在3D打印設(shè)備、緩存線、清砂站之間，AGV對(duì)接高度距離地面0.7米，高度降低，成本大幅下降。

關(guān)鍵點(diǎn) 03

桁架機(jī)械手自動(dòng)抓取砂芯，依次進(jìn)行風(fēng)洗、浸涂作業(yè)，浸涂完成的砂芯被傳輸帶送入微波烘干設(shè)備進(jìn)行表干處理。

亮點(diǎn)
◆ 桁架機(jī)器人代替吊車，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、智能化、高效化、清潔化作業(yè)；
◆ 微波固化/烘干，設(shè)備占地面積小，烘干效率高、能耗低。

關(guān)鍵點(diǎn) 04

烘干完成的砂芯在控制系統(tǒng)的指令下，被自動(dòng)運(yùn)輸至立體庫進(jìn)入指定的存放區(qū)位。桁架和立體庫在智能單元的控制下準(zhǔn)確、高效地完成智能組芯工作。

亮點(diǎn)
◆組裝一個(gè)芯包僅用時(shí)3分鐘，精度可達(dá)到±1mm，效率是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的幾十倍。

關(guān)鍵點(diǎn) 05

熔煉智能單元通過全流程虛擬鑄造系統(tǒng)（VCS）提取原材料配比比例，單元控制自動(dòng)加料系統(tǒng)提取其LIMS檢測(cè)信息。通過上層參數(shù)提取，熔煉智能單元下發(fā)工藝參數(shù)及執(zhí)行指令，球化設(shè)備配合澆注設(shè)備自動(dòng)獲取指令進(jìn)行鐵水球化、澆注。

亮點(diǎn)
◆ 熔煉智能單元管控制造過程；

◆ 無砂箱裸澆，采用卡箱式裸澆工藝，極大降低了砂鐵比，降本、增效。

關(guān)鍵點(diǎn) 06

精整智能單元自動(dòng)下發(fā)打箱指令，裝載芯包的AGV駛至翻箱機(jī)，依次完成翻箱、震動(dòng)落砂。操作人員駕駛抓件機(jī)械手，依次進(jìn)行鑄件抓取、熱處理、拋丸、去澆冒口，鑄件完成精整、檢測(cè)、噴漆后發(fā)運(yùn)。

亮點(diǎn)
◆ 精整智能單元管控制造過程；
◆ 精整單元模塊化設(shè)計(jì)，縮短工藝流程，提升作業(yè)效率及作業(yè)環(huán)境。

3D打印鑄造全流程智能工廠

• 三個(gè)100%
  

主要設(shè)備和軟件100%國產(chǎn)化、關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率100%、關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率100%。

• “六無”生產(chǎn)
  

無砂箱、無吊車、無模型、無重體力勞動(dòng)、無廢砂及粉塵排放、無溫差（空調(diào)環(huán)境）。

• 高性價(jià)比
  

建設(shè)成本下降20%以上，運(yùn)營成本下降30%以上。

• 綠色、安全生產(chǎn)
  

實(shí)施全流程綠色（虛擬）制造；構(gòu)建安全生產(chǎn)治理體系，自創(chuàng)數(shù)字化（EHSI）安全管理系統(tǒng)，創(chuàng)新應(yīng)用先進(jìn)裝備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)由“人管”變?yōu)椤皵?shù)控”。嚴(yán)守生態(tài)環(huán)保“紅線”和安全生產(chǎn)“底線”。

• 多項(xiàng)變革創(chuàng)新
  

自創(chuàng)VCS全流程設(shè)計(jì)，持續(xù)提升質(zhì)量；成形、熔煉、精整智能單元管控制造過程；集中管控砂子質(zhì)量及統(tǒng)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(jī)端管控生產(chǎn)經(jīng)營。

來源：國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心

當(dāng)前，全球制造業(yè)正加速邁向數(shù)字化、智能化時(shí)代，“智能制造”已成為當(dāng)前和未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來，國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心以“標(biāo)準(zhǔn)+示范”引領(lǐng)，已累計(jì)完成6座智能示范工廠的建設(shè)/參與，其中，在探索鑄造3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的道路上，每一步腳印都顯得格外堅(jiān)實(shí)而非同尋常。

3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用智能鑄造示范工廠

1.0

• 2014年
• 四川 · 資陽
  

擁有國內(nèi)自主研發(fā)的第一臺(tái)砂芯3D打印機(jī)；率先實(shí)現(xiàn)了3D打印技術(shù)在鑄造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

2.0

• 2019年
• 山東 · 煙臺(tái)
  

生產(chǎn)效率達(dá)同等規(guī)模傳統(tǒng)鑄造的5倍以上；年產(chǎn)5000噸高端精密鑄件，服務(wù)全球；第一次將桁架機(jī)器人用于組芯，創(chuàng)新性實(shí)現(xiàn)裸澆工藝。

3.0

• 2021年
• 安徽 · 蕪湖
  

為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心聯(lián)合蕪湖市繁昌區(qū)創(chuàng)業(yè)投資有限公司，在素有“皖江明珠，創(chuàng)新之城”美譽(yù)的安徽蕪湖，共同投資組建了國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新（安徽）中心，建設(shè)長(zhǎng)三角首座3D打印鑄造全流程智能工廠。

從此，3D打印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用智能鑄造示范工廠，正式迎來3.0時(shí)代……

2021年10月，共享（安徽）中心智能工廠“大咖”云集。18日，智能工廠作為第三屆中國綠色智能鑄造高峰論壇的重要參觀點(diǎn)之一。19日，近200位支持公司發(fā)展的各級(jí)政府領(lǐng)導(dǎo)/行業(yè)同仁/合作伙伴共同見證工廠啟用儀式圓滿舉辦。20日，智能工廠作為增材制造領(lǐng)域年度盛會(huì)2021增材制造發(fā)展蕪湖（繁昌）高峰論壇的重要參觀點(diǎn)之一。

那么，整個(gè)10月
鑄造行業(yè)/增材領(lǐng)域大咖們都在打卡的
智能工廠究竟是什么樣？
各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)是如何運(yùn)作的？
又是如何實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)變革創(chuàng)新呢？

系統(tǒng)架構(gòu)
一套完整的全流程鑄造智能工廠系統(tǒng)架構(gòu)，是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)/建設(shè)/運(yùn)行的「核心」。

生產(chǎn)流程
從工藝設(shè)計(jì)到3D打印成型、組芯，從熔煉澆注到后處理……基于3D打印的鑄造生產(chǎn)流程，是支撐起智能工廠的「骨骼」。

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施及信息化軟件
基于標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，經(jīng)過弱電及物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施，在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)部署的信息化軟件，是智能工廠得以自動(dòng)化運(yùn)作的「血脈」。

關(guān)鍵點(diǎn) 01

通過全流程虛擬制造系統(tǒng)（VCS）進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)下發(fā)至鑄造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、智能單元控制與管理系統(tǒng)進(jìn)行排產(chǎn)和生產(chǎn)。3D打印機(jī)按照成形智能單元（FIU）的指令自動(dòng)工作，打印砂芯。

亮點(diǎn)
◆ 自創(chuàng)VCS全流程設(shè)計(jì)，提升產(chǎn)品質(zhì)量；成形智能單元管控制造過程；
◆ 第三代打印機(jī)在外觀尺寸方面實(shí)現(xiàn)突破，同等面積廠房?jī)?nèi)3D設(shè)備產(chǎn)能最大化；
◆ 第三代打印機(jī)實(shí)現(xiàn)正反向循環(huán)打印，單箱設(shè)備效率達(dá)到雙箱設(shè)備水平，設(shè)備成本降低，效率倍增；
◆ 第三代打印機(jī)采用一臺(tái)混砂設(shè)備進(jìn)行集中混砂，替代一臺(tái)打印機(jī)配一臺(tái)混砂機(jī)的模式，大幅降低設(shè)備維護(hù)成本。

關(guān)鍵點(diǎn) 02

AGV自動(dòng)將打滿的工作箱送至緩存區(qū)，等待風(fēng)洗。

亮點(diǎn)
◆ AGV穿梭在3D打印設(shè)備、緩存線、清砂站之間，AGV對(duì)接高度距離地面0.7米，高度降低，成本大幅下降。

關(guān)鍵點(diǎn) 03

桁架機(jī)械手自動(dòng)抓取砂芯，依次進(jìn)行風(fēng)洗、浸涂作業(yè)，浸涂完成的砂芯被傳輸帶送入微波烘干設(shè)備進(jìn)行表干處理。

亮點(diǎn)
◆ 桁架機(jī)器人代替吊車，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化、智能化、高效化、清潔化作業(yè)；
◆ 微波固化/烘干，設(shè)備占地面積小，烘干效率高、能耗低。

關(guān)鍵點(diǎn) 04

烘干完成的砂芯在控制系統(tǒng)的指令下，被自動(dòng)運(yùn)輸至立體庫進(jìn)入指定的存放區(qū)位。桁架和立體庫在智能單元的控制下準(zhǔn)確、高效地完成智能組芯工作。

亮點(diǎn)
◆組裝一個(gè)芯包僅用時(shí)3分鐘，精度可達(dá)到±1mm，效率是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的幾十倍。

關(guān)鍵點(diǎn) 05

熔煉智能單元通過全流程虛擬鑄造系統(tǒng)（VCS）提取原材料配比比例，單元控制自動(dòng)加料系統(tǒng)提取其LIMS檢測(cè)信息。通過上層參數(shù)提取，熔煉智能單元下發(fā)工藝參數(shù)及執(zhí)行指令，球化設(shè)備配合澆注設(shè)備自動(dòng)獲取指令進(jìn)行鐵水球化、澆注。

亮點(diǎn)
◆ 熔煉智能單元管控制造過程；

◆ 無砂箱裸澆，采用卡箱式裸澆工藝，極大降低了砂鐵比，降本、增效。

關(guān)鍵點(diǎn) 06

精整智能單元自動(dòng)下發(fā)打箱指令，裝載芯包的AGV駛至翻箱機(jī)，依次完成翻箱、震動(dòng)落砂。操作人員駕駛抓件機(jī)械手，依次進(jìn)行鑄件抓取、熱處理、拋丸、去澆冒口，鑄件完成精整、檢測(cè)、噴漆后發(fā)運(yùn)。

亮點(diǎn)
◆ 精整智能單元管控制造過程；
◆ 精整單元模塊化設(shè)計(jì)，縮短工藝流程，提升作業(yè)效率及作業(yè)環(huán)境。

3D打印鑄造全流程智能工廠

• 三個(gè)100%
  

主要設(shè)備和軟件100%國產(chǎn)化、關(guān)鍵設(shè)備數(shù)控化率100%、關(guān)鍵數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率100%。

• “六無”生產(chǎn)
  

無砂箱、無吊車、無模型、無重體力勞動(dòng)、無廢砂及粉塵排放、無溫差（空調(diào)環(huán)境）。

• 高性價(jià)比
  

建設(shè)成本下降20%以上，運(yùn)營成本下降30%以上。

• 綠色、安全生產(chǎn)
  

實(shí)施全流程綠色（虛擬）制造；構(gòu)建安全生產(chǎn)治理體系，自創(chuàng)數(shù)字化（EHSI）安全管理系統(tǒng)，創(chuàng)新應(yīng)用先進(jìn)裝備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)由“人管”變?yōu)椤皵?shù)控”。嚴(yán)守生態(tài)環(huán)保“紅線”和安全生產(chǎn)“底線”。

• 多項(xiàng)變革創(chuàng)新
  

自創(chuàng)VCS全流程設(shè)計(jì)，持續(xù)提升質(zhì)量；成形、熔煉、精整智能單元管控制造過程；集中管控砂子質(zhì)量及統(tǒng)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(jī)端管控生產(chǎn)經(jīng)營。

來源：國家智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心