3D打印技術(shù)在汽車研發(fā)領(lǐng)域起到何種作用？

隨著國內(nèi)汽車市場的飛速增長以及出口量的增加，想要在這塊越做越大的蛋糕中得到自己預(yù)期的份額，獲取更多的客戶，除了品牌推廣，價格優(yōu)勢，性能提高以外，汽車設(shè)計以及產(chǎn)品差異化正起著愈發(fā)重要的作用，直接表現(xiàn)為汽車外觀的造型，材料的選取，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的合理布置以及性能的改進(jìn)。同時，為應(yīng)對殘酷的市場競爭，汽車廠家必須以最低的成本開發(fā)出最受歡迎的車型，并且能在第一時間上市，趕在競爭對手的前面，才能夠贏得市場。

采用3D打印技術(shù)能夠有效縮短新車型的開發(fā)時間及成本，同時還能夠在設(shè)計初期獲得產(chǎn)品原型，給汽車研發(fā)參與者最直接的感受，從而確保新車型能夠在推出市場后獲得親睞。相信隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)汽車研發(fā)單位也充分認(rèn)識到了3D打印在整車開發(fā)過程中的重要作用，進(jìn)而越來越被廣泛地應(yīng)用于汽車產(chǎn)品的開發(fā)工作當(dāng)中。

就3D打印最基本的功能而言，可歸納為以下幾點(diǎn)：

1）設(shè)計驗(yàn)證：作為一種可視化模型的制作工具，用于設(shè)計驗(yàn)證、產(chǎn)品評估，在進(jìn)行大批量生產(chǎn)之前，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計中存在的問題，為設(shè)計者及制造者、消費(fèi)者之間架起一座溝通的橋梁。

2）功能驗(yàn)證：使用3D打印制作的原型件直接進(jìn)行裝配檢驗(yàn)、干涉檢查和模擬產(chǎn)品真實(shí)工作情況的一些功能試驗(yàn)，如運(yùn)動分析、應(yīng)力分析、流體和空氣動力學(xué)分析等，從而迅速完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能、相應(yīng)的工藝及所需模具的設(shè)計。

3）可制造性驗(yàn)證：對于開發(fā)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的新產(chǎn)品，可事先驗(yàn)證零件的可制造性、零件之間的相互關(guān)系以及部件的可裝配性。

4）模具制造：通過3D打印砂模，與傳統(tǒng)制造鑄造工藝相結(jié)合制造模具和金屬零件。比如由3D打印制作真空鑄造件和熔模鑄造件的母模，直接制造注塑模等。

基于上述3D打印的功能，為滿足某汽車研發(fā)單位在新車型開發(fā)、新總成件開發(fā)、展車制作時對樣件的需要，應(yīng)用3D打印技術(shù)是一項(xiàng)提高生產(chǎn)力的基礎(chǔ)方法，可有效幫助汽車研發(fā)單位提升開發(fā)效率。為了論證3D打印技術(shù)實(shí)施的必要性，該單位進(jìn)行了一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析工作。對該單位2010年到2013年之間零部件委外加工的情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，委外加工工作基本分成以下三類：

1）“塑料快速成型件”類主要是儀表板、立柱飾板、大燈、前格柵、門飾板等內(nèi)外飾，材料ABS為主，金額占相當(dāng)大的比列，達(dá)到51%；

2）“CNC加工”類主要是發(fā)動機(jī)懸置支架、壓縮機(jī)支架、附件支架、油底殼，材料一般是鋁合金，金額占17%；

3）“其它”類別的委外項(xiàng)目，主要包括線束、組合儀表、變速機(jī)構(gòu)、模型加工等改制項(xiàng)目，金額占32%。

以上3個委外加工類別，“塑料件快速成型件”的金額超過一半；且對于“CNC”類的金屬零件，如果只需要進(jìn)行尺寸驗(yàn)證，是可以用快速成型的塑料件來替代的。而且目前采用新塑料合成材料用于汽車零部件的開發(fā)和試制已成為一種新的趨勢，大部分國際汽車廠商都已經(jīng)在汽車開發(fā)過程中引進(jìn)塑料件快速成型技術(shù)。因此，應(yīng)用非金屬件的3D打印技術(shù)無疑成為汽車研發(fā)單位的首選。