【探 · 真应用】汽车制造的未来之路

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探真激光金属3D打印 2017-10-18

 从世界第一台3d打印汽车Urbee2 面世已然四年。随着3D打印技术的日趋成熟,它在汽车行业的应用,正在从最终检查和设计验证,演进到车辆测试、功能性部件的制造。

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 早在上世纪80年代,福特公司就购进了第一台3D打印机,并成立3d打印原型中心。2013年,世界首款3D打印汽车Urbee 2问世,打印用时2500小时。2014年,可行驶上街的Strati首次参展,打印时间缩减到44个小时。如今,法拉利、兰博基尼,阿古斯塔等顶级豪车都开始使用3D打印技术实现私人化定制。

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   在芝加哥展会上首次亮相的Strati

 汽车产业是一个庞大的生态群。 如何提高生产效率?如何降低生产成本?如何生产出的汽车燃料利用率更高?如何让外观更具个性更吸引消费者?是整个行业都在关心的问题。

 随着我国汽车制造的发展,越来越多的汽车企业开始采用3D打印技术。但直接批量打印汽车,现阶段还是不现实的,当下3D打印更大的意义在于设计和开发层面。下面为大家一一介绍。

应用一:造型评审

        传统上,设计一辆汽车,要先从图纸开始,然后用设计软件把概念化的汽车造型变成精确的数据和3D模型。如果没有3D打印技术,下一步就是油泥模型了。

        使用3D打印技术,工程师在电脑上完成模型设计,设计人员只需几分钟就能获得实体的打印模型,效率可以大幅度提升。

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应用二:设计验证

        3D打印技术最大的优势是可以快速成形复杂工件,并可以同时制作出一系列可测试零件,来帮助选择最合适的设计,以确保最后定型生产的是最好的零件。

       由此大大提高了整个开发效率,缩短了上市周期,并降低了时间和成本。排气歧管、差速器壳、后桥等零件都通过这种方式进行原型开发。

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应用三:复杂结构零件

       在整车开发过程中难免会遇到结构设计复杂,无法使用传统工艺,或者常规制造成本非常高昂的零件,这时候3D打印由于其自由造型和高度的定制化功就能发挥其长处。

       拿管道件来举例。包括可以灵活的空气流控制、内置的阀门、内置的泵等。

       在标准的简单产品制造中,传统制造方法的单件成本低于增材制造。但是在小批量的复杂产品制造中,设计越是复杂,增材制造的单件成本越是具有优势。考虑到增材制造满足按需定制而无需占用库存,那整体成本优势就更加明显了。

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                  全功能微型喷气式发动机的3d模型

应用四:轻量化结构零件

 轻量化结构的优势众所周知。重量轻了,可以带来更好的操控性,发动机输出的动力能够产生更高的加速度。由于车辆轻,起步时加速性能更好,刹车时的制动距离更短。

 而3D打印带来了通过结构设计层面上达到轻量化的可行性。中空夹层结构、镂空点阵结构、一体化结构、异形拓扑优化结构,是现阶段四大实现轻量化的途径。

 同时,很多汽车企业开始利用3D打印技术打印碳纤维材料,碳纤维的重量只有铁的四分之一,而强度则是其十倍。如果用于汽车,有望将燃效提高4成以上。

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应用五:个性化零件

  在汽车制造行业,越来越多的顶级豪车开始使用3d打印技术实现私人订制。而自定义汽车的最大难题莫过于个性化定制将拖长生产环节的效率,并带来规模生产的难度。此时,3D打印技术的应用或许就能够带来更大的想象空间。

       对于大众级消费市场,售后市场似乎是更容易进入的门槛。个性化的车身外覆盖件,汽车内饰(保险杠、扰流板、座椅、仪表板等)零件越来越吸引有个性的年轻人,最有可能率先实现“定制汽车”概念。

 

无限想象

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3D&CAR

如今,福特已经给每一个工作站里配置了一台3D打印机,未来还计划为每一个工程师单独配备一台小型的3D打印机。我们相信,在不久的将来,3d打印会为汽车制造带来更多更好的变革。

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2017年10月18日 10:00
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