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激光選區(qū)打印在汽車研發(fā)中的應(yīng)用

星之球科技 來源:蓋世汽車網(wǎng)2015-09-10 我要評論(0 )   

演講內(nèi)容分為四個方面內(nèi)容,前期的增材技術(shù)簡介,汽車行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、汽車研發(fā)與制造發(fā)展趨勢與瓶頸,以及SLM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

 激光選區(qū)打印在汽車研發(fā)中的應(yīng)用
       演講內(nèi)容分為四個方面內(nèi)容,前期的增材技術(shù)簡介,汽車行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、汽車研發(fā)與制造發(fā)展趨勢與瓶頸,以及SLM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。
 
       增材的分類,這張表是我們從1980年的SLA到激光選區(qū)燒結(jié)的應(yīng)用,我涉及的是激光選區(qū)熔化設(shè)備的一些研發(fā)和應(yīng)用,目前在航天有一個比較高的平臺,我們做的零件就能實際的測試。3D打印有一個最大的好處是前期的模型制造,現(xiàn)在有了跨越式的發(fā)展,到實體的零部件的直接應(yīng)用,包括一些加速器類已經(jīng)應(yīng)用了3D打印的零件,通過了一些打靶的測試。這一塊后面也是希望激光選區(qū)熔化能更好地結(jié)合在汽車上。這一塊也很有它獨特的一些優(yōu)點,包括王總講的小批量、多品種也是適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的,對于這幾種技術(shù)特別是金屬來說,它比電子束的精度相對要高,也更適合零部件的直接制造的應(yīng)用。在航天中最大應(yīng)用是減重,同樣汽車中現(xiàn)在提倡環(huán)保的概念,希望汽車能更省油,后面3D打印技術(shù)可能會給汽車帶來一些減重方面的好處,這一方面包括前期在設(shè)計的過程中,也發(fā)揮了一些作用。
       前期GE在全球做了一個征求,他們的專業(yè)設(shè)計師,設(shè)計最低2033克,但他們對這個還不是太滿意,這是在全球發(fā)布的一個案例,一個印尼的小伙子用了一個不是主流的軟件做出來的,273克,接近原來的十分之一,這讓他們的專家感到震驚,GE有一個模式叫制造外包,下一步可能會有設(shè)計外包的理念,3D打印會對設(shè)計帶來一個很大的沖擊。以后可能GE不需要那么多的設(shè)計師在現(xiàn)場工作,包括在中國大家還提倡一個“人”的概念,公司要人多,有可能設(shè)計分包出去,把其它的分包出去,這樣就能提供一個更好的作品、產(chǎn)品。這一塊平臺在設(shè)計外包過程中發(fā)揮了巨大的作用,這也是3D打印對整個社會做出的改變所在。
 
       回歸到激光選區(qū),這個技術(shù)是從前期的零件三維模型導入,比如可以用CAD的模型導入,導入到設(shè)備過程中,鋪粉、激光熔化、成型缸下降、零件成形等等。
 
       汽車行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,總結(jié)起來三點,現(xiàn)在市場趨于飽和,沈總說每年新研發(fā)出來的車輛是350輛,但整個市場對這個需求量其實沒有那么大,相對地,競爭會加劇,銷量的增量也沒有那么大,所以這一塊怎么控制成本,新技術(shù)和新車型的研發(fā)速度一定要加強,3D打印可能會起到一個很大的作用?,F(xiàn)在汽車研發(fā)過程中可能會面臨一些瓶頸,包括產(chǎn)品的研發(fā)周期比較長,比如一個全新的產(chǎn)品可能需要57個月可能還不包括之前的技術(shù)研究。這里的產(chǎn)品設(shè)計,自由度受到很大的限制,包括從產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、后端制造工藝,但3D打印可以把這三者進行有機結(jié)合,使整個產(chǎn)品達到有機集成,提高整個自由度。
 
       影響產(chǎn)品設(shè)計的因素:前期零件的脫模、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計、雙色注塑,這個可能會對產(chǎn)品設(shè)計過程是一些比較大的影響因素,這些都是比較難以完成現(xiàn)在常規(guī)的設(shè)計。
       說到激光選區(qū)在汽車中的應(yīng)用,這是我一個師兄,也是嚴老師的學生,他們接的一個課題,這個課題大概還有三周左右要結(jié)題了,他們也完成不了,找到一個德國的說三個月,費用大概五十萬,錢他們能接受,主要是周期接受不了。我們在一次閑聊的過程中說可以幫他們做一下試試,用了一個星期的時間完成了,后來發(fā)現(xiàn)確實對實際過程中具有一定的推動作用,后面按照他的要求,他們從國外買了一些粉末材料,我們進行新材料的測試也打出了一些零件,現(xiàn)在正在進行后續(xù)的測試。
 
       第二是輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計,這些輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中這里還放了一個圖片,第一個是當時237克的零件,現(xiàn)在汽車采用蜂窩的結(jié)構(gòu)或者點陣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),實際過程中還是有一些難處的,這里通過3D打印,把很多的結(jié)構(gòu)件可以一體打印出來,完成多孔進行輕量化的設(shè)計和制造。
 
       第三個就是個性化定制過程,現(xiàn)在中國有錢人越來越多,他需要個性一點的汽車,從方向盤到座椅以及內(nèi)飾件都是有要求的,可能要打上他的logo、名字、標志,在座的可能下面也有很多有這種需求的,也可以在后面結(jié)合3D打印技術(shù),打印一些你的愛人或者女朋友的東西送給她,這樣你們的愛情可能會更好一點。這是結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用,前面也是采用3D打印技術(shù),激光選區(qū)熔化做了一些實體零件的制造,后面還是要進行相關(guān)后續(xù)的熱處理和相關(guān)的精加工,現(xiàn)在雖然精度高了,但實際過程中還是有點問題的,正常的一般大概在5絲左右。這里是剛才三位專家說的,這個只是對前期加工方式的補充,不是做一個革命,因為沒有比較誰好誰壞,只是誰更適用,可能是前期滿足了相關(guān)功能性,時間縮短了,功能滿足了,也達到了高溫高負荷的運轉(zhuǎn)要求。
 
       這是一個3D打印汽車,通過SLM和SLS兩種技術(shù)做了一臺3D打印汽車,最后跟按照傳統(tǒng)方式制造的車一樣,也達到了所有的測試要求,可以上到德國的高速路面上進行跑車的實驗。我們了解到很多的汽車行業(yè)實際過程中還是有應(yīng)用的,用的范圍包括汽車模具,最早的一句話,這個是一汽主任說的,他們在歐洲模具現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)很多的模具鑲塊,他感覺很好奇,他們看過程中特別感興趣問了人家,人家說這是3D打印的一些鑲塊,現(xiàn)在在一汽他們也是想把這種3D打印技術(shù)應(yīng)用到模具的制造過程中。包括其他的產(chǎn)品件,因為鑲塊可能會換的比較多一點,這一些可以提升模具的壽命,減少模具的磨損量,散熱快一點,加工的間隔更短一些,提高效率。
 
       在支撐塊的應(yīng)用,包括焊裝的支撐塊和滾軋的支撐塊,這里支撐塊的結(jié)構(gòu)可能隨著汽車的結(jié)構(gòu)比較奇形怪狀,這里3D打印也發(fā)揮了它的作用,我們可以打印一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零部件,而且不受產(chǎn)品外形的限制,包括一些整車,其他的支撐塊。另外一個是汽車檢測的工裝,這里很多小的安裝組建,包括打印鋁合金的型面,要求有精準和工裝,因為做這些很容易壞,另外加工也比較慢,用3D打印可以解決周期的問題。之前想做一種或者梯度材料的復(fù)合,相當于碳纖維基體上進行鋁、銅這一類的金屬性的復(fù)合實驗。以及包括像后門的洞開頭檢具上做了一些應(yīng)用,這也是在3D打印的實際應(yīng)用中比較多的。因為我們上海在李處的支持下,還有一個相當于工程服務(wù)中心,也是一個開放的平臺,這里不以商業(yè)的盈利為目的,也是為了推動上海整個3D打印的技術(shù)發(fā)展,包括前期跟很多會員單位做的東西是我們貼錢做的,如果有這些需求,包括前期特殊材料或者零件都可以到時候聯(lián)系我們,到時候可以一起開發(fā)來做這些技術(shù),我相信3D打印不單是汽車,在整個行業(yè)中會用的越來越廣泛,最后真誠的邀請各位領(lǐng)導專家到我們那去進行指導,謝謝。

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激光增材制造激光技術(shù)3D打印
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