近年來，金屬積層製造設備的生產率已明顯提升。就鐳射粉末床熔合技術（L-PBF）而言，其工作重點主要集中在構建室內部。在這裡，EOS GmbH 金屬產品管理負責人 Sebastian Becker 將與 Grenzebach Maschinenbau GmbH 和 Volkmann GmbH 一起介紹公司如何將目光投向構建室之外，提升設備整體使用率的創新解決方案。
由於採用了自動化技術，通過快速自動交換構建箱以及全自動粉末清除和回收，設備時間利用率可從估計的 60% 提高到接近 90%。
積層製造技術的設計自由度和原型的快速反覆運算使設計師能夠不受傳統製造方法的限制，提升生產效率的同時降低生產成本。儘管如此，積層製造技術的生產週期中仍有一些工藝屬於非生產性的等待時間，在雷射光束粉末床熔融（PBF-LB）中，這些工序包括構建準備、清粉和後處理前的冷卻時間。
鐳射粉末床融合技術積層製造設備生產性和非生產性時間的劃分（來源：EOS）
數十年來，EOS 也一直致力於通過改進軟體、加快構建速度和採用新型光源來提高3D列印設備的生產性時間，進一步提升批量生產環境中的整體生產效率。
提升效率的關鍵也存在於積層製造構建倉外。
從積層製造的生產流程來看，非生產性的等待時間主要損失在構建室外部。據估計，一台標準的 EOS M 300-4 或 EOS M 400-4 金屬積層製造設備 60% 的生產時間將用於製造零件，但仍有約 30% 的時間浪費在等待拆包上。還有 9% 的時間用於冷卻和清粉過程。雖然這種閒置時間是整個行業的典型現象，但 EOS 正努力為客戶爭取這些時間，希望每一個時刻都能為客戶帶來效益。自動化生產正是我們提高 EOS 積層製造設備開機’利用率”的關鍵。
EOS與夥伴Grenzebach 和Volkmann合作，引入自動化生產，推出了新型雙倉設置站和完整的粉末處理解決方案，消除了一些最大的瓶頸，提高了設備的使用率，並支援多設備生產環境。
與 EOS M 400-4 連接的Grenzebach雙倉設置站- EOS版本（來源：EOS/Grenzebach）
Volkmann 自動化粉末輸送解決方案 – EOS版本的組成部分（來源：EOS/Volkmann）
雙倉設置，雙重效益
EOS與Grenzebach合作開發雙倉設置站（EOS版本），具有兩個全自動成型倉，當第一項工作完成後，這兩個成型倉會自動在設備中交換。交換完成後，下一個列印工作會自動啟動。
這種方法大大減少了等待時間，使生產部件的設備利用率高達 90%。從鐳射關閉到鐳射打開的時間 “不到 30 分鐘。其集成的傳輸系統在第一項工作清理完畢後，成型倉就可以準備就緒並在第二個工作完成後立即重新啟動。通過這種設置，成型倉的冷卻緩衝時間可以在雙倉設置站完成而使列印設備不再處於閒置狀態。此外，列印工作還可以安排在生產線正常輪班時間之外，甚至允許全天候無人值守地工作。
粉末處理自動化
粉末處理是另一項影響生產率的耗時工作。從填充粉末、清粉到取粉再處理，都需要時間。Volkmann 自動化粉末處理解決方案（EOS版本）實現了這些任務的自動化，提高了生產率，使員工能夠將時間用於附加值更高的任務。
閉環系統可在拆包過程中快速清除金屬粉末，自動篩粉並回收到後期的生產迴圈中。
該標準系統可用於單台設備，也可通過組合不同的元件，構建一個完全閉環的粉末回路，為從單台設備到由多台EOS金屬自動成型設備組成的製造系統提供服務。
全閉環粉末回路可用於從單台機器到由多台EOS金屬積層設備組成的製造系統（來源：EOS/Volkmann）
系統的核心部件是 PowTReX – EOS 版本。該裝置將粉末提取和使用過的粉末自動超聲波篩粉結合在一起。這種自動流程既降低了執行這些任務的工作人員的安全風險，也降低了粉末污染的風險。
vHub 250 – EOS 版本是一個 250 公升的粉末儲罐和真空輸送系統，可用於向設備輸送粉末和接收回收粉末。它可作為緩衝裝置，確保整個粉末回路的粉末可用性。完成全封閉粉末處理回路的最後一個元件是vLoader – EOS 版本。它可根據要求自動填充重力式金屬積層製造設備，並可選配乾燥模組，在粉末進入設備前進行真空乾燥。這可以提高粉末的流動性和最終部件的品質。
自動化創新
為了不斷提高效率和減少停機時間，EOS 將目光投向了機器外部和內部。現在製造商可以提高設備的利用率，部署更多的生產週期；無論是單機，還是由多台積層製造機器組成的大型生產系統，新型雙倉設置站和自動粉末處理解決方案都能顯著提高積層製造生產設備的性能，更好地利用產能投資。