上海3D打?。浩囶I(lǐng)域— —里程碑式3d打印應(yīng)用案例184
隨著汽車行業(yè)對(duì)3D打印應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大與探索，從最初的單一快速原型制作到廣泛應(yīng)用嘗試，該技術(shù)不僅被用于生產(chǎn)工具，在某些情況下也正在用于生產(chǎn)端部件，今天?，F(xiàn)小編給大家分享一下汽車公司利用3D打印技術(shù)的一些特色例子： 1.福特3D為高性能Mustang Shelby GT500打印零件
福特汽車公司是最早采用3D打印的公司之一，大約30年前就已經(jīng)購買了第三臺(tái)3D打印機(jī)。去年開設(shè)先進(jìn)制造中心的福特已經(jīng)采取措施將3D打印整合到其產(chǎn)品開發(fā)周期中?，F(xiàn)在，該公司正在尋求將該技術(shù)用于制造應(yīng)用。 它的最新車型2020 Shelby GT500就是其中的一個(gè)例子。虛擬設(shè)計(jì)測試是高性能車輛設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵部分。使用虛擬測試，分析了500多個(gè)冷卻和空氣動(dòng)力學(xué)3D設(shè)計(jì)，使團(tuán)隊(duì)能夠達(dá)到下壓力，制動(dòng)和冷卻目標(biāo)。一旦確定設(shè)計(jì)，福特的工程團(tuán)隊(duì)就會(huì)使用3D打印來創(chuàng)建和測試原型。例如，該團(tuán)隊(duì)打印并測試了10多種前分離器鋸齒設(shè)計(jì)，他們能夠同時(shí)發(fā)送出去進(jìn)行測試評(píng)估。
福特的停車制動(dòng)支架采用Carbon的DLS 3D打印技術(shù)制造。[圖片來源：福特] 除了使用3D打印原型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和功能測試外，即將推出的2020 Shelby GT500還將采用兩個(gè)結(jié)構(gòu)3D打印制動(dòng)組件。這些組件使用Carbon的數(shù)字光合成（DLS）3D打印技術(shù)和EPX（環(huán)氧樹脂）82材料制成，并且已經(jīng)通過了福特的所有性能標(biāo)準(zhǔn)和要求。 有了這些應(yīng)用，很明顯福特正在奠定基礎(chǔ)，能夠通過增材制造做一些非常令人印象深刻的事情?！霸霾闹圃鞂⒗^續(xù)越來越多地融入我們作為企業(yè)所做的日常工作中，”福特AM技術(shù)的技術(shù)負(fù)責(zé)人Harold Sears最近在AMFG的專家訪談系列中解釋道?！安辉偈浅B(tài)的例外，它將更加被接受為它的完成方式?！? 2. Volkswagen Autoeuropa：3D打印制造工具
olkswagen Autoeuropa使用Ultimaker的3D打印機(jī)為其裝配線創(chuàng)建夾具和夾具[圖片來源：Ultimaker] 雖然原型制作仍然是汽車行業(yè)3D打印的主要應(yīng)用，但使用該工具技術(shù)正在迅速流行起來。一個(gè)令人興奮的例子是大眾汽車公司，該公司多年來一直在內(nèi)部使用3D打印。2014年，該公司開始試用Ultimaker的桌面3D打印機(jī)，在葡萄牙大眾汽車自動(dòng)化工廠生產(chǎn)模具設(shè)備。自試點(diǎn)成功以來，大眾汽車已將其模具生產(chǎn)幾乎全部轉(zhuǎn)換為3D打印。 在內(nèi)部生產(chǎn)工具可將汽車制造商的工具生產(chǎn)成本降低90％ - 并將交付周期從幾周縮短到幾天。舉個(gè)例子，據(jù)說使用傳統(tǒng)制造工具需要35天才能使用像舉升門徽章這樣的工具，成本高達(dá)400歐元。通過3D打印，可以在四天內(nèi)生產(chǎn)相同的工具，成本僅為10歐元。 據(jù)稱，使用3D打印工具可以在2017年為大眾汽車節(jié)省近325,000歐元，同時(shí)提高人體工程學(xué)，生產(chǎn)率和操作員滿意度。在制造輔助設(shè)備方面，3D打印正在迅速發(fā)展，以替代更成熟的制造工具。幾年后，我們可能會(huì)看到更多汽車原始設(shè)備制造商轉(zhuǎn)向3D打印工具，以提高生產(chǎn)效率和工具性能。 3. Local Motors和XEV：走向3D打印汽車的道路上？
lli的下半部分，3D打印的自動(dòng)穿梭機(jī)[圖片來源：Local Motors]雖然還有一段距離，但許多公司正在努力使全3D打印汽車成為現(xiàn)實(shí)。位于亞利桑那州的Local Motors是一家致力于3D打印整車的公司。該公司于2014年宣布其在國際制造技術(shù)展（IMTS）上宣布其首款3D打印電動(dòng)車--Strati時(shí)大放異彩，該車是與橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）和辛辛那提公司合作生產(chǎn)的。 兩年后，其推出了Olli，這是一款專為本地低速運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的3D打印自動(dòng)電動(dòng)班車該班車主要設(shè)計(jì)用于城市，商業(yè)和大學(xué)校園以及醫(yī)院的城市中心。 Local Motors使用了世界上最大的3D打印機(jī) - ORNL的大面積增材制造（BAAM）和Thermwood的大型增材制造（LSAM）機(jī)器 - 生產(chǎn)大部分Olli的部件，包括車頂和車身下部。同樣，Strati使用Cincinnati，Inc。的大型3D打印機(jī)進(jìn)行打印，僅需44小時(shí)即可完成，而汽車的車輪和輪轂蓋采用直接金屬3D打印工藝生產(chǎn)。 自O(shè)lli首次推出以來，Local Motors已經(jīng)測試了2,000多種印刷材料和強(qiáng)化添加劑組合，現(xiàn)在可以在大約10個(gè)小時(shí)內(nèi)打印整個(gè)小巴。Local Motors將其成功歸功于其“數(shù)字汽車制造模式”。這種商業(yè)模式使公司能夠通過與全球?qū)＜疑鐓^(qū)共同創(chuàng)造新設(shè)計(jì)，以全新的方式將產(chǎn)品推向市場。該公司使用數(shù)字制造技術(shù)，如3D打印，在當(dāng)?shù)氐奈⑿凸S制造和組裝車輛。 3D打印非常適合這種分布式制造模型，因?yàn)樗峁┝艘环N快速迭代設(shè)計(jì)，根據(jù)需要定制零件和產(chǎn)品，節(jié)省資源和減少庫存需求的方法。 雖然在道路上看到完全3D打印的車輛需要一些時(shí)間，但像Local Motors的Olli這樣的項(xiàng)目可以讓我們更接近這一激動(dòng)人心的可能性。Local Motors不是唯一一家追求3D打印汽車的公司。同樣，意大利汽車制造商XEV正在借助3D打印開發(fā)低速電動(dòng)LSEV汽車。該公司采用大幅面FDM技術(shù)和四種不同等級(jí)的聚酰胺和TPU，能夠?qū)⑸a(chǎn)成本降低70％，并充分利用輕量化3D打印技術(shù)。
圖片來源：XEV] 成品LSEV僅重450公斤，僅有57個(gè)塑料部件，這意味著它可以在幾天內(nèi)生產(chǎn)出來。XEV還決定生產(chǎn)2000臺(tái)自己的大幅面擠出3D打印機(jī)，用于生產(chǎn)工廠。雖然該車的批量生產(chǎn)將于今年晚些時(shí)候開始，但意大利郵政服務(wù)公司Post Italiane已經(jīng)預(yù)訂，該公司已經(jīng)為其運(yùn)營委托了5,000輛定制車輛。 4.通過3D打印實(shí)現(xiàn)更高的自定義隨著對(duì)定制產(chǎn)品和個(gè)性化體驗(yàn)的需求不斷增長，汽車制造商越來越多地向客戶提供定制車輛的能力，使這種定制在經(jīng)濟(jì)上可行的一種方法就是使用3D打印。 使用Stratasys的Fortus 3D打印機(jī)，定制部件使用ASA（耐用且抗紫外線的熱塑性塑料）印刷?？焖偾医?jīng)濟(jì)高效地生成個(gè)性化的一次性設(shè)計(jì)的能力是選擇3D打印而不是傳統(tǒng)工藝的關(guān)鍵原因之一。 在歐洲，寶馬的品牌MINI也在使用3D打印來制造個(gè)性化的汽車零件。 自2018年初以來，MINI的客戶已經(jīng)能夠個(gè)性化各種裝飾件，如儀表板，LED門檻和水坑燈投影，以及選擇不同的顏色和紋理。然后使用從Carbon的DLS到SLS的一系列技術(shù)對(duì)這些零件進(jìn)行3D打印。
大眾汽車計(jì)劃使用惠普的Metal Jet技術(shù)3D打印定制汽車零部件，例如換檔技術(shù)[圖片來源：惠普] 大眾汽車目前正在實(shí)施惠普的Metal Jet技術(shù)，著眼于定制的金屬零件，如尾門，變速旋鈕和鑰匙圈。該公司計(jì)劃為其客戶提供為這些組件添加個(gè)性化字樣的選項(xiàng)。大眾汽車還指出，這些個(gè)性化組件將成為未來兩到三年內(nèi)為其汽車開發(fā)3D打印結(jié)構(gòu)件的概念驗(yàn)證。 使用3D打印進(jìn)行定制的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它允許汽車制造商減少小批量零件的交付周期和生產(chǎn)成本。這部分是因?yàn)樵摷夹g(shù)消除了為每個(gè)個(gè)性化部件創(chuàng)建單獨(dú)的工具輔助工具的需要 - 這種前景在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。 展望未來，汽車制造商仍需要開發(fā)更多用于定制3D打印組件的用例，以超越簡單的裝飾部件。也就是說，隨著技術(shù)的進(jìn)步，3D打印汽車定制的可能性將在未來幾年內(nèi)以更快的速度擴(kuò)展。 5.追逐勝利：賽車3D打印在一級(jí)方程式賽車中，賽車的表現(xiàn)往往意味著勝負(fù)之間的差異。然而，設(shè)計(jì)一輛成功的賽車是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，尤其是因?yàn)樗婕暗母叱杀竞退璧目焖匍_發(fā)周期。風(fēng)洞測試是賽車開發(fā)過程的重要階段之一。 汽車制造商使用風(fēng)洞來驗(yàn)證和調(diào)整賽車的空氣動(dòng)力學(xué)特性。在風(fēng)洞測試階段，將汽車模型放置在跑步機(jī)上以測試汽車在模擬賽車環(huán)境中的表現(xiàn)。 目前，3D打印最常用于賽車運(yùn)動(dòng)中以創(chuàng)建在該復(fù)制品賽車上進(jìn)行測試的零件。例如，據(jù)報(bào)道，瑞士阿爾法羅密歐索伯F1車隊(duì)使用了一輛一級(jí)方程式賽車的60％比例車型，其中許多部件采用SLS和SLA技術(shù)進(jìn)行3D打印。 索伯的工程師能夠更快地打印前翼，制動(dòng)管，懸架和發(fā)動(dòng)機(jī)罩等部件，并且比傳統(tǒng)制造允許的設(shè)計(jì)靈活性更高。 另一個(gè)例子來自大眾汽車運(yùn)動(dòng)，它使用3D打印技術(shù)開發(fā)其電動(dòng)車牌R Pikes Peak賽車。只有八個(gè)月的時(shí)間開發(fā)汽車，大眾汽車團(tuán)隊(duì)打賭3D打印加速了這個(gè)過程并滿足了開發(fā)期限。
大眾汽車運(yùn)動(dòng)公司的ID R Pikes Peak賽車采用超過2000個(gè)3D打印部件進(jìn)行測試[圖片來源：大眾汽車] 該技術(shù)用于生產(chǎn)ID R Pikes Peak汽車的50％比例模型的零件。已經(jīng)制造了大約2,000個(gè)用于風(fēng)洞模型的單獨(dú)零件，零件在幾天內(nèi)生產(chǎn)，而不是CNC加工或成型所需的幾周。通過實(shí)現(xiàn)極其靈活和快速的開發(fā)過程，3D打印幫助大眾汽車運(yùn)動(dòng)公司按計(jì)劃將汽車推向了正軌。就在去年，ID R Pikes Peak賽車為Pikes Peak賽車的爬坡創(chuàng)造了新記錄。 憑借在減少開發(fā)時(shí)間方面經(jīng)過驗(yàn)證的有效性，3D打印現(xiàn)在正在進(jìn)入終端部件應(yīng)用程序，可以為賽車團(tuán)隊(duì)提供顯著的性能優(yōu)勢。 6.保時(shí)捷：經(jīng)典汽車的3D打印備件
保時(shí)捷3D為其經(jīng)典車型打印多個(gè)備件[圖片來源：保時(shí)捷]備件是3D打印在汽車領(lǐng)域的又一個(gè)應(yīng)用 - 一款保時(shí)捷經(jīng)典系列正在充分利用它。德國汽車公司的部門為其老式和非生產(chǎn)型號(hào)提供零件，并且正在使用3D打印為其舊庫存生產(chǎn)稀有，小批量的備件。 許多這些部件已不再生產(chǎn)，制造它們所需的工具要么不存在，要么狀況不佳。使用傳統(tǒng)方法制造新的模具輔助裝置本質(zhì)上是成本過高的，特別是考慮到所涉及的低容量。 為了解決這些挑戰(zhàn)，保時(shí)捷經(jīng)典已開始按需3D打印這些零件（金屬和塑料）。打印過程包括用精確圖案的高能激光束熔化金屬粉末（或塑料燒結(jié)），從而一次一層地構(gòu)建三維物體。優(yōu)點(diǎn)是零件可以在沒有任何額外工具的情況下制造，并且僅在需要時(shí)幫助保時(shí)捷節(jié)省與使用傳統(tǒng)方法制造這些備件相關(guān)的工具和存儲(chǔ)成本。 很少訂購或停止生產(chǎn)的3D打印部件是汽車供應(yīng)鏈中不斷增長的趨勢。梅賽德斯 - 奔馳卡車，大眾和寶馬也在為此應(yīng)用提供3D打印，使汽車制造商能夠降低成本，提高運(yùn)營效率并優(yōu)化庫存。 7.未來的摩托車將被3D打印嗎？到目前為止，我們已經(jīng)看到公司用于汽車甚至整個(gè)車身的3D打印組件 - 但摩托車呢？ 雖然目前還沒有商用的3D打印自行車，但是有很多項(xiàng)目可以讓我們了解摩托車生產(chǎn)的未來。PWORKS的Light Rider是摩托車生產(chǎn)中使用3D打印潛力最著名的例子之一。 這家德國公司于2016年推出了3D打印，拓?fù)鋬?yōu)化的電動(dòng)摩托車。該摩托車還展示了APWORKS專有的Scalmalloy材料的特性。使用Scalmalloy——3D打印摩托車車架比傳統(tǒng)制造的摩托車車架輕30％。 雖然APWORKS在該項(xiàng)目中取得了巨大成功，但許多想要購買Light Rider的客戶，能夠使生產(chǎn)在商業(yè)上可行仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。 另一個(gè)更近期的3D打印摩托車的例子來自德國FDM 3D打印機(jī)制造商BigRep。
該公司的NERA摩托車 - 功能齊全的原型 - 僅用了12個(gè)星期就完成了生產(chǎn)，旨在展示3D打印的功能。 為了創(chuàng)造它，BigRep使用其大型3D打印機(jī)和一系列材料，包括PLA，Pro FLEX（基于TPU的柔性材料）和工程級(jí)ProHT燈絲。除電子產(chǎn)品外，所有15個(gè)部件均采用3D打印，包括輪輞，框架，無氣輪胎，座椅和柔性保險(xiǎn)杠。 雖然這些和其他項(xiàng)目提供了對(duì)摩托車3D打印潛力的激動(dòng)人心的一瞥，但是在我們看來它們出現(xiàn)之前還需要一段時(shí)間。但3D打印能夠創(chuàng)建輕量級(jí)零件，提高性能并實(shí)現(xiàn)更快，更便宜的生產(chǎn)，這使我們對(duì)此應(yīng)用的未來潛力感到興奮。 推動(dòng)汽車生產(chǎn)的未來雖然這份清單展示了汽車內(nèi)3D打印的關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域，但它只是觸及了其可能性的表面。然而，隨著汽車制造商認(rèn)識(shí)到該技術(shù)在競爭中占據(jù)優(yōu)勢的潛力，應(yīng)用的數(shù)量肯定會(huì)擴(kuò)大。展望汽車3D打印的未來，該技術(shù)將繼續(xù)滲透到產(chǎn)品開發(fā)，生產(chǎn)，裝配和供應(yīng)鏈中，從而實(shí)現(xiàn)新設(shè)計(jì)，有競爭力的商業(yè)模式，最終實(shí)現(xiàn)卓越的車輛。 |
