從原型設(shè)計到模具開發(fā)交印,增材制造似乎在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛坯公。雖然汽車業(yè)竭盡全力開發(fā)更加經(jīng)濟的發(fā)動機或空氣動力車身,但是保持汽車性能效率的一個最基本決定因素卻依然存在母滤,即潤滑劑要在所有活動的零部件上使用拔翠。在這個方面的重要領(lǐng)域就是動力傳動系統(tǒng)和車輪之間的界面 — 即車軸總成的內(nèi)部。
外觀檢驗仍然證實潤滑劑分布是否一致高效的基本檢測程序城砖。多年來翅窥,該技術(shù)一直是在測試車軸套上打洞,然后用透明物質(zhì)填充溜勃,翁旁,這樣就可以在車軸經(jīng)過測試序列時,看清測力計廉丽。但是這個程序還受到一個抑制因素的影響,就是在攪動多運動時妻味,液體就會變得混著正压,結(jié)果就很難判定潤滑劑流到零部件的什么部位欣福。
透明化運作
FCA鑄造工程師Tom Sorovetz對這種現(xiàn)象已經(jīng)見怪不怪了。他目前在密歇根克萊斯勒技術(shù)中心工作焦履,“我們已經(jīng)習(xí)慣用語手電筒來看清情況拓劝,但是我們幾乎什么都看不著〖慰悖”這種程序已經(jīng)成為過去式郑临,正如Sorovetz解釋的,F(xiàn)CA已經(jīng)開發(fā)了一個增材制造方法屑宠,可以有效地解決這個問題厢洞。
這個方法就是制造大尺寸、透明的軸套傳真機典奉,強度足以經(jīng)受真正的車軸裝配測試躺翻。他說,“所有其他的零部件都是金屬原型或小批量生產(chǎn)卫玖≌娲校”因此,就可以看清潤滑劑的流動 — 更重要是可以制造如何分布的 — 因為車軸在測試順序中辐胆,不僅要看清運行讨砍,而且還在側(cè)邊縱向扭轉(zhuǎn),模仿在坡路和拐角開車的情形卸研。他說佩讨,“我們不需要什么額外照明就可以看清。我們所要測試的就是在任何時候药扒,任何部位都有潤滑劑的分布情況榆眷。”
Sorovetz說隙殴,這個種方法要追溯到2009年屡旺,已經(jīng)用于開發(fā)6軸系列;之后一直在改善,可靠性達(dá)到現(xiàn)在的程度掷栋。他還說端制,這個領(lǐng)域的工程師要學(xué)會在最短的時間內(nèi)完成測試順序,以避免產(chǎn)生額外的熱量累計邦鲫,避免降低增材制造零部件的質(zhì)量灸叼。
FCA利用最原始的增材制造技術(shù) — 立體平版印刷,利用一個激光束“治療”連續(xù)幾層的樹脂來制造工件庆捺。CTC團隊使用SLA 7000機械古今。
強硬的樹脂
Sorovetz強調(diào)的一個重要技術(shù)就是樹脂,即DSM SOMOS 11120。這種材料非常堅固捉腥,測試流程中完全可以使用這種材料模擬極端的性能氓拼,其中包括高車軸轉(zhuǎn)速。他說抵碟,“我們可以模擬道路上140mph速度”桃漾,通常測試循環(huán)會持續(xù)20-30分鐘。一個新的車軸開發(fā)項目需要3個循環(huán)拟逮。
測試中使用的SLA模型完整地生產(chǎn)出來撬统,大約14x12x10英寸大小。確切地說敦迄,12個小時就可以完成制造恋追,因此如果必要的話,1天之內(nèi)就可以重復(fù)完成設(shè)計和測試烙凝。Sorovetz說连欲,壓縮試驗和報告順序方面的另一個重要因素就是,所有的人都在一個地點工作宠录。CTC有14,000名員工椅损,包括7,900名工程師。同時祸麸,這里還是FCA在美國的總部吉挎。他說,“這里的空間足以讓所有的人都在同一間屋子里工作椭斜。他們可以近距離觀察零部件制造過程氨固,測試過程,以及之后挑選進(jìn)行測試的過程揣煤〗馄伲”
Sorovetzs說,在動態(tài)測試中使用增財制造零部件的方法凉适,現(xiàn)在已經(jīng)在CTC普及開來蛛蒙。風(fēng)洞試驗是另一個使用該方法的領(lǐng)域。至少在車軸開發(fā)項目上渤愁,特定的利益量化很難忽視牵祟,但是他說,F(xiàn)CA完全認(rèn)定其價值;現(xiàn)在抖格,該技術(shù)的應(yīng)用已被人為是日常工作诺苹。
工具&固定裝置
增財制造技術(shù)還應(yīng)用于沃爾沃卡車的生產(chǎn)中,作為一個快速原型工具來檢測形式雹拄,而零部件的合適度已經(jīng)被放在第二外了收奔。在沃爾沃公司掌呜,該技術(shù)用于制造工具與固定裝置,在法國里昂發(fā)動機廠的生產(chǎn)操作上應(yīng)用筹淫。沃爾沃公司稱站辉,該技術(shù)極大提高了制造裝配工人所需工具的速度與靈活性呢撞。
“我們不需要什么額外照明就可以看清损姜。我們所要測試的就是在任何時候,任何部位都有潤滑劑分布殊霞〈菰模”
這節(jié)約了大量的時間和金錢。沃爾沃公司稱雌褥,與傳統(tǒng)的金屬工具相比铣啰,生產(chǎn)增材制造工具的前置時間從32天縮到2天 — 降低了94%。這在成本上的節(jié)約也是相當(dāng)可觀的 — 增材工具的單件成本是€1/cu.cm ($1.1/cu.cm)知祠,而金屬工具的成本達(dá)到€100/cu.cm肌搔。比如人工處理工件的夾持器這樣的工具,是通過熔融沉積制造(FDM)方法成甫,使用ABS塑料制造而成∥鼻常現(xiàn)在,這些工具是利用增材制造技術(shù)供應(yīng)商Stratasys公司提供的Fortus 3D FDM系統(tǒng)制造著正。比如使用Fortus 250機械惕衩,以ABS 430材料制造工具。
Stratasys公司法國與伊比利亞市場部經(jīng)理Patrick Kieffer說侥镀,沃爾沃里昂使用的系統(tǒng)已經(jīng)運行了近2年协超,代表了增材技術(shù)在制造生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備上的最集中、最成功的應(yīng)用皇可。到目前為止所制造的產(chǎn)品有夾具雕什、鉆模、支架與工具支架显晶。Kieffer稱贷岸,現(xiàn)在機器每天運轉(zhuǎn)24小時,在使用頭3個月里共制造了30種工具吧碾。
Kieffer說凰盔,增材技術(shù)的優(yōu)點在于應(yīng)用范圍非常廣泛。增材制造技術(shù)在零部件的幾何復(fù)雜度上倦春,幾乎不受什么限制户敬,可以制造任何工具,而且可以實現(xiàn)人體工學(xué)效率最大化睁本。使用塑料材質(zhì)進(jìn)行制造的好處在于尿庐,質(zhì)量很輕忠怖,而且比金屬產(chǎn)品更加易于使用。而且抄瑟,雖然ABS材料很堅固凡泣,可以在苛刻的現(xiàn)場操作中支撐,但在實際生產(chǎn)中卻不會造成什么損傷拯奔。
Kieffer繼續(xù)說谭扑,有趣的是,增財制造技術(shù)最不起眼的一個特點 — 即用完全相同的材料制造不同顏色的零部件 — 事實上卻非常有用办樟,因為這可以用于制造不同工種的不同工具优诵。在里昂,顏色用于區(qū)別不同汽車品牌的工具 — 黃色是沃爾沃汽車的疟骤,紅色是雷諾汽車的药阔。
從最基本的層度上將,擁有低成本陨梅、幾何可變性和快速轉(zhuǎn)變力译教,意味著這種技術(shù)將很自然地應(yīng)用到高產(chǎn)品并異性的制造環(huán)境中 — 這逐漸成為汽車業(yè)的特點。他肯定地說押强,Stratasys公司將在制造廉價但全能工廠工具上拖揩,擁有無限的發(fā)展空間,尤其是在汽車制造業(yè)上虏丹。
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