[汽車之家 你知道嗎] 由于近年來開始下放到民用領(lǐng)域,,3D打印技術(shù)一度成為了我們身邊的“網(wǎng)紅熱詞”,,不過你可能不知道的是,這項技術(shù)已經(jīng)有30年的發(fā)展史了,。并且,,如今的3D打印,已經(jīng)成為了汽車制造業(yè)重點發(fā)展的技術(shù),,幫車企省下高額的成本,。下面,我們就具體聊聊3D打印和它在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用,。
● 3D打印已經(jīng)有30年歷史了
印象中,,3D技術(shù)似乎是近幾年才逐漸進(jìn)入我們視野的。但事實上,,在變成“網(wǎng)絡(luò)熱詞”之前,,這項聽起來就高大上的制造技術(shù)其實已經(jīng)悶聲發(fā)展30年了。
這位偉大的父親叫Scott Crump,,今天3D打印行業(yè)巨頭之一——Stratasys公司的創(chuàng)始人,。小姑娘是幸福的,因為她或許沒想到,,當(dāng)初面對那只坑坑洼洼的塑料青蛙時勉強(qiáng)擠出的笑容使她成為了富二代,。
在后來的30年間,隨著材料迭代和技術(shù)革新,,3D打印逐漸從商用走向民用,,適用范圍也逐步擴(kuò)大到電子,、醫(yī)療、航天和汽車制造等領(lǐng)域,。而經(jīng)過多年的商戰(zhàn),、收購、破產(chǎn),、被收購這類俗套故事之后,,目前比較大的3D打印技術(shù)公司有3DSYSTEMS(美國)、Stratasys(美國),、EOS(德國),、ARcamAB(瑞士)等幾家。
● 3D打印和傳統(tǒng)裁切技術(shù)比怎么樣,?
◆ 3D打印的優(yōu)勢
先說優(yōu)勢,,就汽車制造業(yè)來說,“輕”有著不一般的價值,。
此外,,對于那些只需要制造幾個或是幾十個的部件來說,單獨(dú)開�,?隙ㄊ遣粍澦愕�,,手工制造當(dāng)然是一個選擇,而如果用3D打印技術(shù),,就只需要在3D打印機(jī)中輸入設(shè)計文件,省去了開模的高昂費(fèi)用,,產(chǎn)品一致性也優(yōu)于手工制造,,且同一臺打印機(jī)可以讀取不同的設(shè)計文件,反復(fù)使用,。
◆ 3D打印的劣勢
3D打印目前的誤差還比較大,,批量生產(chǎn)精度遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)開模制造的工藝,這也是3D打印行業(yè)待攻克的一個難題,。另外,,生產(chǎn)效率較低也是一大缺點,如果用于規(guī)�,;a(chǎn),,3D打印的生產(chǎn)節(jié)拍要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)流水線。
● 汽車制造業(yè)用3D打印做原型
◆ 原型測試
原型測試即在產(chǎn)品開發(fā)階段,,利用3D打印做出原型件,,模擬還未量產(chǎn)的實際零部件,并利用它進(jìn)行測試和改良,。目前,,許多車企已經(jīng)在開發(fā)階段使用3D技術(shù)進(jìn)行原型測試了,。原型測試本身也分成:概念原型、設(shè)計原型,、功能原型,,三者對設(shè)計參數(shù)的模擬精度要求依次提高。
到了零部件的設(shè)計原型上,,就需要3D打印原型的機(jī)械性能也與設(shè)計相符,,對于材料的使用和工藝的要求大大提高。最后的功能原型與設(shè)計原型類似,,但因為要放到整車上進(jìn)行測試,,對精度要求更高。
和仿真軟件類似,,3D打印技術(shù)在開發(fā)中的應(yīng)用使得車企和零部件供應(yīng)商不再需要每修改一版設(shè)計,,就重新進(jìn)行一次開模,節(jié)省了研發(fā)成本,。
◆ 生產(chǎn)工具制造
除了用于開發(fā)測試之外,,由于在少量生產(chǎn)上的優(yōu)勢,3D打印還被用在制造生產(chǎn)工具上,,例如貼標(biāo)機(jī),,很多人可能不知道這個東西,這里解釋一下:產(chǎn)線工人在裝配車牌架的時候并非用手裝配,,而是需要把車牌架放在如下圖所示的貼標(biāo)機(jī)上,,然后推著貼標(biāo)機(jī)將車牌架固定到車身上。
由于每個工廠貼標(biāo)機(jī)只需要十幾個,,開模制造的均攤成本太高,,如果集中制造,還需要庫存和物流成本,。相比之下,,目前很多車企選擇在工廠內(nèi)使用3D打印機(jī),隨用隨打,,免去了開模,、庫存和物流成本,且一臺3D打印機(jī)可以制作多種類似貼標(biāo)機(jī)這類的生產(chǎn)工具,。此前寶馬也利用Stratasys的3D打印機(jī)制作了400多個工裝夾具,,降低了72%的重量以及58%的成本,而這個量級也是最合適使用3D打印技術(shù)的,,如果再多3D打印就難以勝任了,,生產(chǎn)效率和精度都沒法和傳統(tǒng)制造工藝相比。
◆ 整車和零部件制造
至于零部件,在目前的汽車制造業(yè)還極少有量產(chǎn)化的應(yīng)用,。不過,,業(yè)內(nèi)“玩家”的新奇嘗試可一點不少。
不過,,盡管叫做全3D打印汽車(75%使用率),,電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)等核心部件仍然是采購的,,這些過于復(fù)雜的和對物理性質(zhì)要求過高的部件,,顯然3D打印還難以勝任。
當(dāng)然,,除了這些“概念產(chǎn)品”,,蘭博基尼也曾使用3D打印制造發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管,證明了其應(yīng)用于核心零部件制造的可行性,。實際上,,定制化的3D打印件目前就可以達(dá)到極高的機(jī)械性能,且基于獨(dú)特的制作形式,,我們甚至可以認(rèn)為利用3D打印制造進(jìn)氣歧管的設(shè)計空間還要更高于傳統(tǒng)裁切,。不過現(xiàn)階段,這樣高度定制化的3D打印產(chǎn)品背后也一定代表著不菲的成本,,怕是只能符合蘭博基尼這種超跑制造商的定位了,。
● 結(jié)語
正如上文所說的,3D打印和傳統(tǒng)開模制造各自有著明顯擅長的地方,,3D打印技術(shù)適用于分布式生產(chǎn),,在開發(fā)階段和小批量制造上有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,但由于其精度等劣勢,,3D打印技術(shù)短時間內(nèi)還不具備取代流水線生產(chǎn)的能力,。然而隨著技術(shù)的迭代,可以預(yù)見的是,,未來3D打印一定會越來越多地應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域,,跑馬圈地,,隨著應(yīng)用的普及以及參與競爭的3D打印技術(shù)供應(yīng)商的增多,,其使用成本也會隨之下降,形成一個良性循環(huán),。未來,,在3D打印和傳統(tǒng)裁切兩種生產(chǎn)模式相互配合之下,進(jìn)一步縮短開發(fā)周期并降低生產(chǎn)成本還是可以期待的,。(圖/文 汽車之家 鄭旭)
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