近幾年3D打印技術一度成為了高科技的代名詞,從手機零件到仿生科技似乎沒有3D打印都不叫新潮。甚至在汽車制造業(yè),強如寶馬、布加迪也用上了3D打印技術。下面,我們就來聊聊3D打印在汽車制造業(yè)中的應用。
3D打印并不"新"
其實3D打印技術從誕生至今已經有30年的歷史了,早在1986年,美國科學家Charles Hull就開發(fā)出了第一臺商業(yè)3D印刷機,同年注冊了SLA專利(立體光固化技術),即利用紫外線催化光敏樹脂,層層堆疊然后成型。
而從1986年,美國科學家Charles Hull開發(fā)出第一臺商業(yè)3D印刷機開始,在之后的30年間,3D打印技術突飛猛進,包括飛機、人體組織、仿生結構,甚至上面提到的超跑零件,例如布加迪3D打印制動卡鉗。那么未來的汽車制造工業(yè),會被3D打印取代嗎?
3D打印的優(yōu)勢
如今汽車的設計理念,最突出的就是一個"輕"字,高強度低重量能在很大程度上提升汽車的性能。而這也是3D打印的優(yōu)勢所在,目前用于3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料,比相同尺寸的金屬裁切、沖壓件能夠輕75%左右。
另外一大優(yōu)勢是成本,可能很多人覺得3D打印這么高端的名詞應該會有更高昂的價格,但實際上3D打印只需要在打印機中輸入設計文件,完全可以省去開模的費用,并且一臺打印機可以上傳不同的設計文件,反復使用也不是問題。對于那些只需要制造幾個或是幾十個的部件來說,單獨開模并不劃算,3D打印就是一個好選擇了。
對于那些只需要制造幾個或是幾十個的部件來說,單獨開??隙ㄊ遣粍澦愕模止ぶ圃飚斎皇且粋€選擇,而如果用3D打印技術,就只需要在3D打印機中輸入設計文件,省去了開模的高昂費用,產品一致性也優(yōu)于手工制造,且同一臺打印機可以讀取不同的設計文件,反復使用。
3D打印的劣勢
既然又輕有便宜,為什么3D打印在汽車制造業(yè)沒有被普及呢?
首先是3D打印的誤差比較大,對于需求不大的零件還能應付,而對于批量生產的零件,并不能做到精準度的保證,遠遠不及傳統(tǒng)開模制造工藝。另外,生產效率較低也是一大問題,規(guī)?;?、流水線生產,3D打印的生產速度要遠低于傳統(tǒng)流水線的鑄造、沖壓。
3D打印能為汽車打印什么?
工程試裝車
針對3D打印的特性,在實驗、試裝階段的車型來說,還未量產零部件開模成本太高,利用3D打印做出原型件進行測試和改良,能節(jié)省不少成本。
生產輔助工具
雖然精度不足以直接作為汽車零件,但作為生產的輔助工具是足夠的了。例如有些機器的特殊零件整個工行藏只需要十幾個,開模制造的成本太高。于是很多車企選擇在工廠內使用3D打印機,比較典型的例子就是寶馬利用3D打印機制作了400多個夾具,降低了72%的重量以及58%的成本,而這個需求量也是最合適使用3D打印技術的。
整車和零部件制造
當然,直接打印整車和零部件的也不是沒有,2014年第一輛3D打印汽車就已經問世,這輛汽車車身上靠3D打印出的部件總數為40個車身上靠3D打印出的部件總數為40個只有40個零部件,建造它花費了44個小時,最低售價1.1萬英鎊(約合人民幣11萬元)。
蘭博基尼也曾使用3D打印制造發(fā)動機的進氣歧管,但這樣高度定制化的3D打印零件為了實現耐用性和精準度,成本也同樣高昂,所以也只有蘭博基尼、布加迪這樣的超跑產品會使用一下了。
3D打印和傳統(tǒng)制造也有著各自的特點,3D打印技術適合在開發(fā)階段和小批量制造,由于其精度、效率等劣勢,3D打印技術短時間內還無法取代流水線生產的能力。但在3D打印和傳統(tǒng)制造業(yè)相互配合的生產線中,縮短開發(fā)周期并降低生產成本的特點是值得肯定的。
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