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3D打印技术引领汽车制造革命

来源:与重卡同行

  发布:星之球科技

关键词:3D打印,汽车

2018-11-15

 3D打印技术是一种快速成型技术,跟传统打印店的打印技术类似,电脑输出物零件的三维模型至打印机,程序将三维模型根据分辨率切分成片层,打印机通过喷涂可粘合的金属粉末或塑料,逐层打印。目前3D打印技术在医疗、汽车制造、航空业等都具有广泛应用。
 
 
传统汽车制造由于汽车结构复杂,零部件众多,制造的难度大,往往需要整车分总成,分总成再分总成制造,占地大,管理材料成本高,板材本身就是再加工的,种种原因导致一辆车制造成本高昂,利润较低,从而导致一个现象,制造业工资普遍偏低。
 
 


3D打印技术作为新兴技术,经过接近30年的发展,打印技术越来越成熟,特别是对制造业,3D技术研究人员有比较深入的研究,3D打印以其显著的优点,深入各类制造业,下面就介绍3D打印技术在零件制造上得天独厚的优点。
 
1、可加工复杂结构
 
众所周知,汽车本身就是一个巨大的工程,包含有几万个零件,原因在于传统制造无法将较为复杂的零件一次造出来。
 
就如卡车驾驶室的底板,由于底板过于大,往往需要冲孔、压型、切边等一系列加工工艺,导致模具设计比较复杂,难以攻克,且冲压机本身加工零件的大小有限制,所以一个底板往往要分成三到四个部分分开加工,再进行装焊。
 
3D打印技术由于是通过导入数模来制造零部件,不需要模具,可以克服零部件太大以及内部复杂结构难以加工等问题,一次成型,大大降低了加工的复杂程度。
 
 
2、有利于研发新产品
 
一般一个新产品的研发需要研发、试制、调试等过程,在达到批量生产前,需要经过很多次新产品的试制,生产周期长,且由于加工方面的问题,容易导致研发的失败。
 
3D打印技术脱离模具的束缚,打印产品的速度远快于传统加工,且根据数模制造出来的零件更加符合设计产品的样式,如此可大大减少一个新产品的研发周期,降低研发成本,提高研发的成功率,实现降本增润。
 
 
3、材料成本低,管理成本低
 
相较于传统板材,3D打印技术所需材料是金属粉末或者塑料粉末,不需要再加工成特定型号的板材,减少了中间加工步骤;且粉末的储存需要的场地小,粉末种类数远远少于板材的型号数,利于管理;配送更加方便,同一辆车可运输更多的材料。如此下来,制造成本大大降低。
 
 
在汽车领域上,2014年9月15日,由美国Local motors公司制造的第一辆3D打印汽车“Strati”问世,该车车身先由黑色塑料打印底层,再层层包裹现为以增加强度,整车只有40个零部件,仅仅花费了44个小时制造,采用电驱动,实现了第一次用3D打印技术打印整车,其打印机可打印3×1.5×1m的大型零件;而近些年美国DM公司推出世界上第一款3D打印超跑,该超跑由一系列铝制节点和碳纤维材料拼插相连,实现汽车底盘的轻松组装,质量十分轻,百公里加速仅仅只需2S多。
 
STRATI
 
 
3D打印超跑
 
可以说,3D打印技术在汽车领域已经具有突破性的进展,但目前3D打印技术在汽车制造的推广依旧不算普及,依旧是传统加工制造为主,原因在于以下几点。
 
首先是弯曲表面比较粗糙,3D打印是一层层进行打印,分辨率越高,层厚越薄,表面质量越好,但在弯曲处不再是一个光滑的曲面,而是等高的阶梯,导致弯曲表面不够光滑,需要进行特殊打磨,而对于复杂零件内部弯曲表面,采用人工打磨的方式比较困难;
 
其次是材料的限制,车辆多采用钢材来制造,以保证车辆的强度,目前3D打印技术在塑料粉末上的加工技术比较成熟,金属粉末仅限于某些特定黏性粉末,要实现全车的制造,需要各式钢粉的运用,所以技术仍需突破;
 
最后3D打印机偏贵,目前国内加工制造厂加工设备还没到更换周期,贸然跟换,会导致成本的迅速攀高,严重会导致资金链断裂,而且目前社会对3D打印技术的强度问题还存在一个接受的过程,导致3D打印技术在汽车领域没有得到广泛的推广。
 
虽然3D技术在目前还未得到社会的普遍认同,但相信在不久的将来,3D打印技术在汽车制造领域技术的成熟,再结合目前的智能制造,会引发新一轮的汽车制造革命。