3D打印从汽车设计走进工厂车间

发布时间:2018-09-03

0

如今,汽车是我们生活中不可或缺的一部分,在享受其给我们带来的各种便利时,有没有思考过,当3D打印走进汽车车间,两者会碰撞出什么样的火花呢?

Photo By: Shutterstock

长期以来,作为快速成型的工具,汽车行业引领高端3D打印机和材料销售。通过削减设计成本和时段,3D打印对汽车设计做出了重大贡献。

汽车工业处于不断变化之中。汽油价格的大幅波动,以及环境和政治方面的压力,都对该行业保持耗油的运动型多用途车与轻型电动汽车之间的经济平衡性构成了挑战。共享出行和股权商业模式发展加快,技术飞跃已经将自动驾驶汽车纳入正规,改变了我们对汽车的看法。汽车制造商必须适应这种变化,同时也要尽量降低生产成本。

 

向大规模生产转型

近年来,3D打印的技术主张已经从传统的快速成型技术大幅扩展到生产系列生产部件。汽车公司开始创作定制的工具,以提高工厂车间的生产效率。定制工具成为3D打印在当今汽车领域重要的新兴应用之一。

 

例如,沃尔沃卡车公司已经采用FDM 3D打印技术,为生产线设计了耐用而轻便的夹钳、夹具、支架和工具架。代替了金属工具的3D印刷定制工具,能够直接应用于工厂车间,3D打印工具的成本可以低至1欧元/立方厘米 — 而利用金属制作同一个部件的成本为100欧元/立方厘米。至关重要的是,沃尔沃卡车公司将传统金属所制工具的设计和制造时间从36天缩短到仅仅两天。

 

制作轻型作品

3D打印的材料开发是一个持续不断的过程,工程师们致力于提高燃料曝露的耐化学性,并优化韧性、延展性和刚性等,以达到良好的耐久性。引进新材料,例如碳纤维加固材料,使新型应用成为可能。如3D打印中的此类复合材料具备了金属强度,以及塑料轻质感。

汽车市场的司机处境艰难,他们对燃油效率的需求不会消失。无论是由于更高的燃油里程或更长的电池寿命,轻型汽车需要更少的能源。3D打印不仅可以为我们提供轻质部件,还通过复杂的几何设计优化了性能-重量比,这是其他技术无法做到的。

 

分散生产

另一种减少环境影响和降低生产成本的方法是分散生产。3D打印便可以做到这一点,同时保持集中协调。

如今,如果制造商打算在两个地点生产同一辆汽车,那么在每个地点所生产的汽车的设计和部件基本上一致,但加工和生产过程往往是不同的。这对制造商来说是一种风险,但目前已被接受。同时这一过程十分低效,因为两个独立的工具提供商可以为同一个装配夹具提供不同的设计。具备数字化集中和物理化分散的能力,可以创建有效的夹具,然后通过CAD文件将其分发到全世界。在不存在本地化低效风险的情况下,制造商从分散的供应链中获益。

 

快速定制

截然相反,豪华汽车和摩托车经常需要定制部件。这些部件由于产量低而价格昂贵,并且完全是定制的。能够在不使用硬质模具的情况下打印出定制的部件,以减少投资并加快生产速度 — 这对赛车工程师来说是绝对必要的。

Formula 1 团队McLaren强调了这一点。在上届Grand Prix赛季期间,McLaren利用3D打印技术,用了不到两周的时间制造了全新的赛车翼,并使用3D打印模具来制造机翼的形状。同样地,在IndyCarNASCAR运动项目中,Penske团队利用增材制造,打印母模和直接模具,这使得生产时间减少了大约70%。

兰博基尼还利用3D打印技术制造出了高强度的生产部件,这些部件的硬度足以承受高速赛车的冲击,并且在时间紧迫的情况下制造出了复杂的几何形状。兰博基尼技术部门已经证明了3D打印在印刷生产零件方面的价值,并利用该技术制作了比例模型和先进的功能原型部件,用于设计验证。

 

下一步目标是什么呢?

从历史上看,定制部件几乎专门仅限于豪华汽车和赛车,但在过去10年里,特别版和限量版汽车变得越来越普遍。虽然大规模生产效率仍然推动着这些车辆上的大多数通用组件,但由于3D打印,这些特定生产车辆的样式、个性化和独到之处变得更加经济实惠。

未来的汽车会是什么样子?样式一定是无穷无尽的,我们将会看到各种各样的功能汽车配置各种内部服务。更多的灵活性和更多的选择意味着大规模定制而不是大规模生产。这显然适合于3D打印。

亚洲在线自拍在线偷拍视频网站 老王电影院髙清在线观看 自拍在线人成亚洲视频