汽车3D打印

2020-06-15 18:17:50

最近,特斯拉用汽车3D打印办法出产部分轿车零部件。

作为一种零部件制作新技能,汽车3D打印在必定程度上能够进步部分零部件制作的功率和精度,降低本钱,其技能自身仍在不断开展之中。

汽车3D打印打印提高功率

近来,在新型冠状病毒感染引发的肺炎疫情影响下,轿车零部件供应链危机屡现。许多轿车及零部件企业都在想方设法破解这一难题。一些企业敞开汽车3D打印制作办法,成为处理难题的办法之一。

近来,特斯拉披露,在为特斯拉Model Y出产零部件的企业中,

新杉航宇三维是一家专业提供金属3D打印全套解决方案供应商;公司目前以金属3D打印设备和服务为主,业务覆盖SLMLens等主流技术3D打印技术3D打印机进行制作的企业。今年4月,为应对新冠肺炎疫情导致欧美一些轿车零部件企业罢工减产的现实问题,该公司开端选用3D打印办法,为特斯拉Model Y制作轿车空调壳体等零部件。此次选用一种聚合物定向能量堆积3D打印新工艺制作零部件,处理了在欧美许多零部件供货商罢工减产情况下的零部件供应难题,还进步了这些零部件的出产功率。

3D打印技能能处理燃眉之急,进步产销量,还能改进轿车零部件及轿车体系的运用功率。3月以来,本田的研制部分与3D打印企业Autodesk打开协作,规划了一款轿车发动机曲柄轴,并选用汽车3D打印技能制作,然后完结车辆轻量化并提高了发动机燃油经济性。曲柄轴在轿车发动机中发挥着要害作用。该部件能够将活塞摇摆转化为旋转力,对耐磨损度有着较高要求。曲柄轴的外形有必要耐受焚烧压力,且随时维持转动平衡。上述要素导致曲柄轴的规划大致定型。在发动机技能开展中,曲柄轴简直没有大的改变。现在,本田3D打印制作的曲柄轴与之前的同类产品比较,可完结减重30%,成为进步燃油经济性的一项新打破。

业内专家以为,汽车3D打印技能最大的优势就是,不必开发制作东西、置办出产设备;灵活性高、合适杂乱形状和结构、合适组合资料、工序精简等特点,刚好克服了部分轿车零部件传统出产工艺的缺乏。当时,轿车零部件职业每年要出产数十亿件金属零部件。汽车3D打印技能一旦老练,将会对轿车零部件等传统制作业产生革命性影响。

越来越多的企业选用汽车3D打印技能制作部分轿车零部件。通用轿车与Autodesk协作,用3D打印制作轿车不锈钢座椅支架。运用汽车3D打印技能,能够使轿车零部件分量减轻40%、强度增加20%。汽车3D打印现在是我们的灵丹妙药。跟着科技不断进步,通用轿车能够借此办法出产数千甚至数万个零部件。

在欧洲轿车职业,也有不少企业现已开端新的探究。当时,群众零部件部分现已初步形成了汽车3D打印制作才干,首要用于尺度小、结构杂乱的高端品牌车型零部件。群众以为,与传统制作工艺比较,汽车3D打印金属零部件不只能够完结更为杂乱的结构,还能减少资料的糟蹋。此外,3D打印的零部件分量更轻,能够在保证性能的前提下,减少燃油耗费率。如群众车型的A柱,经测验,在不影响强度和耐久性的前提下,运用金属3D打印的结构件能够将A柱加固体系的分量减轻74%。群众表明,往后将选用3D金属打印技能大规划出产轿车零部件。

运用汽车3D打印技能出产轿车零部件,除了本钱低、功率高之外,还能够处理部分零部件稀缺的难题,如现已停产多年或极其稀有的车型,找零件很难并且价格不菲。而现在能够依照需求,运用汽车3D打印技能出产出指定的零部件。保时捷就用这种工艺为其老款车型出产了约30个零部件。

汽车3D打印技能既能够处理轿车零部件出产的精细化、标准化问题,也能够在疫情等非常状态下供给应急的制作办法,是一项值得开展的有远景的新技能。

当时,许多企业现已敞开了运用汽车3D打印技能制作轿车零部件的新探究,但要大规划出产轿车零部件,简直还没有零部件企业彻底依托汽车3D打印办法来完结。

汽车3D打印技能在部分轿车零部件制作范畴的运用首要涉及四个方面:即动力总成、底盘体系、内饰、外饰。在动力总成上,欧洲跑车制作商兰博基尼运用汽车3D打印技能为其跑车制作发动机管道,可制作出杂乱的几许结构。在底盘上,出产安装东西和功用测验是三维打印技能在轿车底盘体系开发和出产中的两个常见运用。兰博基尼还运用工程级热塑性塑料制作高强度轿车底盘原型,并运用高性能工程塑料定制安装东西。在外饰上,汽车3D打印现已成为宝马研制周期中不可或缺的技能。在内饰上,汽车3D打印能够制作仪表板、空调排气扇、方向盘、轿车操纵杆等零部件。

汽车3D打印是否意味着能够代替传统制作办法?零部件企业的危机是否降临?其实,这需求客观剖析。有人曾表明,当汽车3D打印本钱越来越低、技能越来越老练时,整车出产企业不再需求零部件企业大批量供货,而是需求研制规划服务、依托汽车3D打印制作即可,许多一线出产工人会被汽车3D打印机代替。假设一旦汽车3D打印技能能够大规划出产大多数零部件,那么对传统零部件企业将构成极大威胁与应战。

业界人士以为,汽车3D打印制作轿车零部件办法,既有优势,也劣势。其首要优势包含:

一是规划空间简直无限。传统制作技能的零部件产品形状有限,零部件制作才干受制于所运用的东西。如传统的车床只能制作必定形状的零部件,制模机仅能制作模铸形状。汽车3D打印机能够打破这些约束,拓荒巨大的规划空间,甚至能够制作依托传统办法难以制作的零部件。

二是不再需求许多的技能人员。传统制作的技能人员,需求多年经验积累,才干准确掌握所需求的技能。批量出产和计算机操控的制作机器降低了对技能的要求,非技能制作拓荒了新的商业模式,并能在远程环境或极点情况下为人们供给新的零部件制作办法。

三是资料多样组合。对传统制作办法而言,将不同原资料结合成单一零部件产品是困难的事,多资料3D打印技能能够将不同原资料交融在一起,具有共同的特点或功用。

四是减少废弃副产品。与传统的金属制作技能比较,汽车3D打印机制作金属零部件时产生较少的副产品。传统金属加工办法出产零部件的糟蹋量惊人,汽车3D打印制作金属时糟蹋量减少。跟着打印资料的进步,净成形制作或许成为更环保的加工办法。

五是便携式制作。与传统制作机器比较,汽车3D打印机设备能够自在移动,能够打印制作比自身还要大的物品。

一起,汽车3D打印办法的缺点也很明显。首先是资料种类的约束。3D打印机对能够运用的资料有许多要求,如颗粒精细度、粘合度,适宜的湿度、温度等,且许多资料价格也偏高。其次是本钱较高,可用于工业制作的3D打印机不只自身本钱高,所运用的资料价格也较高,算下来没有本钱优势。第三是知识产权问题。跟着近年来全世界对产权和知识产权维护的加强,3D打印零部件或许会侵犯发明者的合法权益。

事实上,虽然汽车3D打印技能已成功地将部分传统杂乱的零部件出产工艺简单化,将资料范畴的疑难问题程序化,拥有诸多优势,但扩展汽车3D打印技能的运用还存在一些问题。受技能装备、新型资料、规划软件、质量安全和公共环境等制约和影响,当时仅适用于少批量、小尺度、高精度、造型杂乱的部分零部件的加工制作,还难以代替传统制作业大规划、大批量的加工制作优势。

汽车3D打印在必定程度为零部件制作增加了一种新技能,指望其彻底代替传统制作办法是不合乎逻辑,也不现实的。中国轿车工业协会参谋杜芳慈向《中国轿车报》记者表明,轿车零部件制作有精冲、铸造、锻造、轧制和车铣刨等多种加工办法,汽车3D打印办法明显难以彻底代替,只能在部分范畴发挥其特长,对零部件制作而言,各种办法取长补短、互相弥补更重要。

确实,汽车3D打印技能在轿车零部件制作上仅用于新产品或要害零部件样机原型原理、可行性方面的验证,在需求验证零部件强度、刚性等物理特性方面运用不多。当时,汽车3D打印技能替代传统铸造、锻造技能进行轿车零部件的大批量、规划化出产还不现实。只有将汽车3D打印技能的个性化、杂乱化、高难度的特点与传统制作业的规划化、批量化、精细化相结合,与制作技能、信息技能、资料技能相结合,才干不断推动汽车3D打印技能在轿车零部件工业的创新开展。

 

国内企业应赶超国际先进企业

汽车3D打印技能开展速度很快,在轿车零部件制作业的运用也越来越广泛。

当时,在国内轿车零部件中,轿车空调、仪表操控台、空调散热片、压缩机端盖、门护板、中冷管、高压电气盒等零部件,现已出现了汽车3D打印制作的产品。此外,萨普轿车现已用3D打印技能制作并交付运用了总成、外饰、金属夹检具等零配件,天津德辉等企业运用3D打印技能制作了袖珍手提板、轿车空调模型、出产东西等产品。

时至今日,国内轿车零部件制作企业数量巨大,但全体水平不高,呈现出大而不强的现状,运用3D打印技能并不遍及。国内的工业级3D打印制作设备与国外先进水平比较还存在必定差距,大多数设备精细程度、牢靠耐用性、耗材供应等方面均有缺乏,高端设备与耗材均需进口。一起,国内部分工业级3D打印机设备的激光头等要害器材需进口,并且,国内打印耗材的资料质量和品种上还远不如欧美,许多资料需求进口。

当时,世界各首要发达国家的轿车零部件制作业都在开展3D打印技能,汽车3D打印新资料、新技能、新产品不断涌现,运用规划不断扩大,工业规划日益壮大。由于我国3D打印技能起步较晚,在根底理论、资料研制、工艺技能、核心元器材等方面与国际先进水平还有间隔,全体工业规划小才干弱,需求构建并完善3D打印工业生态链,然后推动零部件制作工业快速开展。

华中科技大学、清华大学、西安交通大学、北京航空航天大学、西北工业大学等高校、科研机构都在进行汽车3D打印技能研究,并有3D打印设备产品。国内已有轿车零部件制作企业,依托高校进行效果的工业化运用。

当时,国内零部件3D打印制作存在的首要问题包含:

一是企业注重程度不行,汽车3D打印工业的开展,不只涉及资料、操控、光电、机械、软件开发等传统和前沿的技能,以及信息技能数字化平台作为支撑,更需求运用验证及优化改进,这就需求轿车零部件制作等相关企业的实践,而汽车3D打印办法并不遍及,在记者采访的数家零部件企业中,许多企业并没有选用汽车3D打印办法制作零部件。一方面是设备价格昂贵、运用的原资料价格高,另一方面是打印技能不行老练,如一些零部件的强度不行。浙江某零部件公司负责人告知《中国轿车报》记者。

二是商场规划有限。从传统零部件制作换成汽车3D打印制作,需求技能验证,这就需求时刻和本钱,这个费用谁来出,并且存在终究不能用的危险,整车厂目前很难承受,所以我们也就没有上汽车3D打印制作项目。正如山东一家零部件企业相关人士所言,国内的工业级3D打印设备在一些要害技能环节还很单薄,如工件加工流程的连续性、支撑资料的加工和处理技能、部分特种资料的制备技能等,当时都还没到达零部件产品制作的技能标准,由此约束了3D打印零部件的商场拓宽。

三是工业链不配套。即使置办了国产或进口的3D打印设备,维修保养也是个问题。广东某轿车注塑件企业负责人告知记者,国内的3D打印设备还没有形成完好的工业链,服务跟不上,这也是导致汽车3D打印难以许多运用的一个堵点

别的,轿车零部件的3D打印制作方面,还存在着技能标准不行健全、专业人才匮乏等问题,相同是制约要素。这需求主管部分拟定规划,进行引导,并且要组织力量加强设备及耗费资料的技能研制,完善服务等配套工业链,还需求零部件企业的高度注重,以及与整车企业沟通配合,打通从创新到运用的各个环节,国内零部件企业的汽车3D打印制作才有或许加快开展,在这一范畴与国外同行进行商场竞争。杜芳慈以为。

国内零部件范畴汽车3D打印技能的推广,除了技能及商场要素,还有相关产权维护的法律问题。需求企业高度注重的是,汽车3D打印涉及的知识产权问题不容忽视。

值得欣慰的是,近年来,国内的3D打印工业得到高度注重,汽车3D打印工业开展在2013年就被列入国家“863”方案,获得了国家研究基金的支撑。随后,由工信部、发改委和财政部联合发布了《国家增材制作工业开展推动方案》中,将汽车3D打印提高到国家战略层面,为工业的开展做出了全体规划。这些,都为轿车零部件范畴的3D打印制作打下了良好的根底。

此次疫情给全球零部件供应链造成了一些负面影响,关于汽车零部件3D打印制作新技能的开展而言,是压力,也是动力,国外零部件企业推波助澜,关于国内零部件企业来说是机遇,也是应战。曹鹤以为,国内企业应该借此机会,高度注重,抓住机遇,加快技能创新和运用,在汽车3D打印这一新技能的竞争中加快赶超发达国家企业。

 


0551-62638729

安徽省合肥市高新区创新大道96号3号1楼

在线留言