3D打印技術(shù)將給汽車制造行業(yè)帶來(lái)怎樣的改變?
隨著3D打印技術(shù)的不斷成熟以及材料應(yīng)用科學(xué)的突破坠痒,3D打印的塑料和金屬零部件逐步應(yīng)用到汽車生產(chǎn)中。
3分鐘帶你了解3D打印如何玩轉(zhuǎn)汽車行業(yè)
另一方面家统,3D打印的原理使得其在復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的制作中擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)坎扰,同時(shí)使用鈦合金等材料經(jīng)一體成型打印生產(chǎn)出來(lái)的汽車 配件 可以有效實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的要求曹均。因而物虑,無(wú)論是車廠、零部件廠商還是售后服務(wù)供應(yīng)商鲤遥,該技術(shù)的應(yīng)用已在汽車行業(yè)掀起一輪新的制造技術(shù)革新林艘。
3D打印在汽車中的應(yīng)用技術(shù)有哪些混坞? 目前,汽車行業(yè)已采用了多種3D打印技術(shù)究孕,包括:電子束熔融(EBM)、熔融沉積造型(FDM)厨诸、分層實(shí)體制造(LOM)、三維打印微酬、立體光刻造型、選擇性激光燒結(jié)(SLS)了岸,旨在打造低成本奈揩、個(gè)性化的車輛造蒋。
許多汽車及零部件廠商還采用了數(shù)碼技術(shù)效蝎,用于車輛的原型制作、測(cè)試及各類工具腰燕、機(jī)床夾具、固定裝置及零部件的生產(chǎn)制作衔帚。對(duì)汽車及零部件廠商而言,盡管3D打印技術(shù)尚處于初創(chuàng)期浴魏,但3D打印技術(shù)及其設(shè)備將助推汽車行數(shù)字化制造變革,其作用無(wú)疑是至關(guān)重要的文宜。
我們了解到,福特前标、BMW、GM只搁、大眾音比、豐田、Tesla氢惋、法拉利硅确、蘭博基尼明肮、保時(shí)捷等汽車巨頭均有應(yīng)用3D打印技術(shù)在自己汽車的研發(fā)制造中,大型汽車廠商的加入掀起3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)的潮流柿估。
汽車制造領(lǐng)域,3D打印有何優(yōu)勢(shì)撰绕?
相對(duì)于傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)方式在轮,3D打印汽車在以下三個(gè)方面優(yōu)勢(shì)明顯:
1牺幻、3D打印擁有更快的速度铣碴、更低的零部件成本,更高的機(jī)密性箱仰;
2、多樣的材料選擇眶约,不同的機(jī)械性能以及精準(zhǔn)的功能性原型制作穷歹,讓制造商在前期可以隨時(shí)修正錯(cuò)誤并完善設(shè)計(jì),使得錯(cuò)誤成本最小化段直;
3、在最終使用部件制造中鸯檬,3D打印技術(shù)可讓原始設(shè)備制造商和零件制造商的部件的生產(chǎn)不出現(xiàn)延遲,并可為汽車制造商定制生產(chǎn)持久耐用的最終使用產(chǎn)品颜及。
3D打印在汽車行業(yè)的應(yīng)用貫穿整個(gè)生命周期 3D打印在汽車領(lǐng)域最開始的應(yīng)用主要集中在研發(fā)階段的造型評(píng)審和設(shè)計(jì)驗(yàn)證蹂楣,隨著3D打印技術(shù)不斷發(fā)展讯蒲、汽車及零部件廠商對(duì)3D打印技術(shù)認(rèn)知度提高以及汽車行業(yè)自身發(fā)展需求肄扎,3D打印技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用向功能性原型和功能零部件擴(kuò)展。
3D打印在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例(圖片來(lái)源:南極熊) 研發(fā)環(huán)節(jié):集中于試驗(yàn)?zāi)P头胳簟⒐δ苄栽椭圃?/p>
汽車研發(fā)環(huán)節(jié)一般包括五個(gè)階段:方案策劃、概念設(shè)計(jì)明疮、工程設(shè)計(jì)橘匿、樣車試驗(yàn)以及投產(chǎn)啟動(dòng)。3D打印技術(shù)因其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)默言,在研發(fā)環(huán)節(jié)的應(yīng)用較多,在概念設(shè)計(jì)险丧、工程設(shè)計(jì)景妻、樣車試驗(yàn)以及投產(chǎn)啟動(dòng)均有應(yīng)用,體現(xiàn)為3D打印試驗(yàn)?zāi)P托驴颉⒐δ苄栽偷刃问健?/p>
案例 本田使用3D打印進(jìn)行汽車附件開發(fā)
2006年,本田集團(tuán)引入3D打印技術(shù)作為試驗(yàn)項(xiàng)目万搔,設(shè)計(jì)人員開始探索將3D打印技術(shù)用于汽車部件和汽車配件的可能性官帘。本田采購(gòu)了Stratasys 公司 的Objet Eden5000V型3D打印機(jī),幫助其在各標(biāo)準(zhǔn)車型配置的基礎(chǔ)上研發(fā)具有地方特色的汽車附件刽虹。據(jù)悉,每輛車最多可以有300個(gè)這樣的附件胖缤,包括車身內(nèi)外飾件阀圾、鏡子狗唉、車輪、旋鈕等音哟。
在采用3D打印技術(shù)之前吟因,本田集團(tuán)使用數(shù)控機(jī)床來(lái)制作配件原型,必須有操作員在機(jī)床刀具巨大的噪音下全程進(jìn)行監(jiān)管甥轿,從而確保生產(chǎn)安全猫降。外包項(xiàng)目經(jīng)常由于與代工方溝通效率低下脆携,而不斷出現(xiàn)延期,導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法如期上市瞭核。而3D打印技術(shù)的引進(jìn)使得這些問(wèn)題得以解決。設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)檢查物體的相關(guān)形態(tài)并迅速做出設(shè)計(jì)調(diào)整染突,在確保原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)辈灼,大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和原型開發(fā)所需的時(shí)間,提高研發(fā)效率巡莹。
生產(chǎn)環(huán)節(jié):集中于定制化/小批量/對(duì)成本不敏感的高端跑車降宅、賽車
與研發(fā)環(huán)節(jié)相比,生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)零部件機(jī)械性能腰根、光潔度等要求更為嚴(yán)格,因此對(duì)3D打印技術(shù)水平的要求高瘸恼,對(duì)應(yīng)的成本也高册养。3D打印技術(shù)在該環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要集中于定制化阅王、小批量狡煎、對(duì)成本相對(duì)不敏感的高端跑車、賽車上瞧纹。
案例 蘭博基尼3D打印制造零部件
2007年,蘭博基尼購(gòu)入一臺(tái)Stratasys Dimension 1200es 3D打印機(jī)應(yīng)用于產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)節(jié)但治。2010年,公司又相繼購(gòu)入Stratasys的Fortus 360mc和Fortus 400mc制造系統(tǒng)习诬,用于構(gòu)建更大尺寸的零部件。
3D打印技術(shù)不僅為蘭博基尼的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了無(wú)限自由的設(shè)計(jì)空間零短,也為制造團(tuán)隊(duì)快速制造出高品質(zhì)的零部件提供了幫助。在零部件制造前瑞侮,蘭博基尼的團(tuán)隊(duì)會(huì)使用Stratasys公司的設(shè)備設(shè)計(jì)模型和原型,用以調(diào)整鼓拧、測(cè)試和驗(yàn)證零件和設(shè)計(jì)的開發(fā)、選擇生產(chǎn)材料钮糖。除了在研發(fā)階段應(yīng)用3D打印技術(shù)外酌住,蘭博基尼還應(yīng)用其直接生產(chǎn)部分零部件,包括保險(xiǎn)杠節(jié)赂韵、方向盤、內(nèi)外飾件祭示、通氣柵、車門面板拭兢、座套、空氣加熱器等孟掺,多為外觀件效荷。
使用環(huán)節(jié):高端車/進(jìn)口車售后維修
汽車使用環(huán)節(jié)面對(duì)的是整個(gè)汽車后市場(chǎng)喂搬,包括汽車金融、二手車孙般、汽車售后服務(wù)(售后維修)搏翎、改裝車等細(xì)分市場(chǎng)。其中吸辽,3D打印技術(shù)可應(yīng)用于售后維修藏斩、改裝車領(lǐng)域。高端車灾茁、進(jìn)口車傳統(tǒng)方式維修北专,周期長(zhǎng),相對(duì)成本高旬陡。3D打印技術(shù)按需直接打印的特點(diǎn)可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)拓颓,同時(shí)成本較傳統(tǒng)方式低描孟。因此,高端車场航、進(jìn)口車的售后維修是目前3D打印在汽車使用環(huán)節(jié)一個(gè)主要的應(yīng)用點(diǎn)抢妈。
案例 3D打印“修復(fù)”保時(shí)捷Carrera氣缸蓋
Carrera系列是當(dāng)今保時(shí)捷車系當(dāng)中歷史最悠久的車型,也是一直延續(xù)后置發(fā)動(dòng)機(jī)的車型肪吁。自從第一輛911問(wèn)世以來(lái),Carrera已經(jīng)歷了40多年的歷史。Carrera系列很多車型已經(jīng)停產(chǎn)获踏,很多零部件已不再提供柱炼。因此痒脊,對(duì)于擁有這樣一款停產(chǎn)車型的客戶來(lái)說(shuō)垢蔑,如果某部件壞了,只能重新定制廓握。在這種情況下嘁酿,3D打印技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)是最適合的方法。在其氣缸蓋損壞需要更換時(shí)娱仔,使用3D打印生產(chǎn)的步驟是:1.對(duì)原損壞的氣缸蓋進(jìn)行測(cè)量游桩、掃描,完成幾何重建盹憎;2.3D打印型芯铐刘;3.氣缸蓋成型并后處理,得到最終零件檩禾。
可以預(yù)見的是旁班,未來(lái)3D打印將會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域,隨著應(yīng)用的普及以及參與競(jìng)爭(zhēng)的3D打印技術(shù)供應(yīng)商的增多誉梳,其使用成本也會(huì)隨之下降羔辉,形成一個(gè)良性循環(huán)仇韩。
這臺(tái)設(shè)備售價(jià)超1億美元塌纯,中國(guó)出100億也買不到勋酿。
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