国产方案：解决金属3D打印高端制造光环背后的自动化与安全挑战！

科技 2024-11-19 08:57 北京

金属增材制造作为高端制造的代表，充满着各种高大上的光环，然而在高端的背后，由于其主要采用细微金属粉末作为原材料，粉末的管理带来了安全、成本、效率等诸多问题。企业的粉末管理能力越来越受到行业参与者的重视，已成为除增材工艺能力与设备先进水平外，增材制造生产企业的核心能力之一。

拓博增材技术（嘉兴）有限公司，凭借其对行业的深刻洞察和技术创新，致力于为全球客户提供增材后处理单元、增材工业自动化、增材数字化系统集成等全套解决方案。本文从企业发展现状与趋势、员工操作心理需求、社会和环保等多角度进行了分析。

拓博增材已开发的系列化产品可为增材制造车间提供高效、安全的作业流程，包括加粉、混合、干燥、筛分、成型、移缸、搬运、清粉、取件、去支撑打磨等环节的作业。拓博TCB系列自动化清粉系统专注于实际生产问题，如安全生产和成本效率。它通过自动化减少人工操作，提高清粉效率，降低安全风险。同时，系统回收粉末，减少浪费，降低成本。TCB系列应用于大型工件的清粉，可显著提升交货速度，为企业带来实际效益。

为什么要使用自动化清粉系统

1、从管理层角度出发，一套可靠的清粉系统能提升安全、降本增效，并增强数字化基础。

（1）自动化清粉系统是行业操作安全规范发展的必然趋势

近年来，粉尘爆炸事故频发，增材制造企业需高度重视粉末管理安全。3D打印工件清粉时，出现的钛、铝等活泼的金属粉末扬尘遇明火或静电极有可能引发爆炸。采用人工或非密封清粉导致粉末外泄，影响环境和人员的健康。

（2）自动化清粉是提高增材加工效率，降低增材系统成本的关键之一。

3D打印技术发展迅速，零件结构日益复杂，清粉难度也随之增加。自动化清粉效率较人工可提高90%，尤其对内部结构复杂的大尺寸零件来说，单一的清粉方法难以彻底清除粉末。没有清除的粉末流转到后续热处理等工艺，将造成后续工序处理费时费力，甚至导致最终零件受损，带来零件报废的损失。

（3）自动化清粉是智能化产线建设的前提需求

工业4.0和数字化技术推动3D打印向自动化、数字化、智能化发展。在智能工厂和黑灯工厂趋势下，自动化清粉设备可通过数字物理接口与其他设备互联，实现零件自动装卸、清粉、运输等智能化操作。

2、从操作工人的角度来看，公司应该为员工提供安全舒适的工作环境。

（1）粉尘环境对职业健康具有较大的潜在风险，已成为年轻人不愿进入3D打印生产车间的重要因素之一，这无疑会对个人及行业发展产生不利影响。

（2）清洁环保且自动化程度高的设备，使用起来省力又省心，可以极大提升员工对岗位、行业的积极性与满意度。

3、从社会和环保的角度来看，引入一套高效可靠的清粉系统显得尤为关键。

（1）自动化清粉系统可以减少金属粉末浪费，提高利用率，降低环境负担。它能够确保在清粉过程中，所有内部及粘连的粉末得到彻底回收，回收量可达零件粉末消耗的5%~10%。

（2）高效的粉末回收展现了企业对ESG的承诺，促进可持续发展，为行业绿色发展树立标杆。

清粉系统的使用成本与提效情况

金属3D打印的后处理工艺占整个打印过程的40%-50%，成为影响交付效率和成本的关键。对于小尺寸或规则形状零件，清粉工时可忽略；但对于大尺寸或结构复杂的零件，清粉占后处理的15%-30%。引入TCB系列清粉系统后，能显著提升清粉效率，降低成本，优化整个3D打印交付流程。

1、降低3D打印过程的总成本，提高产品毛利率

以TCB-300产品对照来说，300mm尺寸以下零件，勉强可采用传统人工敲打清粉方式，但耗时长且效率低，粉末回收困难，造成资源浪费。TCB-300清粉系统的引入，使人工工作量减少90%，显著降低人力成本；且实现粉末接近100%回收再利用，减少浪费，降低生产成本，提升零件毛利率。这一变革不仅提高了生产效率，还促进了资源的可持续利用。

2、提高3D打印后处理过程的整体效率，提升公司产值与行业竞争力

以TCB-700产品对照来说，大尺寸零件普遍需要机械化的设备进行清粉工作，TCB-700清粉系统专为大尺寸零件清粉设计，具备旋转、振动和双模式控制等功能，显著提升清粉效率，尤其适用于深套筒、异性筒等复杂结构。据行业客户不完全统计，清粉效率每提升50%，金属3D打印总效率增加6%。专业化清粉设备和管理系统的引入，能显著提高公司产值，降低成本，增强产品竞争力。尽管清粉系统有数万元的年使用成本，但其带来的降本增效成果可达几十万元，显著提升公司运营能力和竞争力。

拓博增材清粉系统产品优势

拓博从2019年起率先在国内市场推出TCB系列3D打印清粉系统，该系列产品经过多次迭代，无论是产品性能还是安全规范方面，均处于行业领先地位。其设备主要特点如下：

3D打印是一个新兴行业，无论是管理层还是操作员工，在面对诸多问题及改进时，往往是摸着石头过河，其中的艰难只有实际从业者才能深入体会。拓博作为专业的3D打印后处理解决方案提供商，已经获得了业内广泛的重点客户使用，涵盖航空航天、机械动力、3D打印服务商及科研部门。

拓博清粉系统先后推出了TCB-100、TCB-300、TCB-700、TCB-1000等产品，目前最大可处理850×850×1200mm尺寸的零件，更大尺寸需求可以实现专机定制。

拓博主要应用客户遍布3D打印的上游、中游、下游全产业链环节。诸多的行业案例进一步验证了拓博产品优秀的质量和市场认可度！

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