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汽車制造
3D打印技術(shù)引領(lǐng)汽車制造革命
星之球科技 來源:與重卡同行2018-10-15 我要評論(0 )
3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù),跟傳統(tǒng)打印店的打印技術(shù)類似,電腦輸出物零件的三維模型至打印機,程序?qū)⑷S模型根據(jù)分辨率切分成片層,打印機通過噴涂可粘合的金屬粉...
3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù),跟傳統(tǒng)打印店的打印技術(shù)類似,電腦輸出物零件的三維模型至打印機,程序?qū)⑷S模型根據(jù)分辨率切分成片層,打印機通過噴涂可粘合的金屬粉末或塑料,逐層打印。目前3D打印技術(shù)在醫(yī)療、汽車制造、航空業(yè)等都具有廣泛應(yīng)用。
傳統(tǒng)汽車制造由于汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零部件眾多,制造的難度大,往往需要整車分總成,分總成再分總成制造,占地大,管理材料成本高,板材本身就是再加工的,種種原因?qū)е乱惠v車制造成本高昂,利潤較低,從而導(dǎo)致一個現(xiàn)象,制造業(yè)工資普遍偏低。
3D打印技術(shù)作為新興技術(shù),經(jīng)過接近30年的發(fā)展,打印技術(shù)越來越成熟,特別是對制造業(yè),3D技術(shù)研究人員有比較深入的研究,3D打印以其顯著的優(yōu)點,深入各類制造業(yè),下面就介紹3D打印技術(shù)在零件制造上得天獨厚的優(yōu)點。
1、可加工復(fù)雜結(jié)構(gòu)
眾所周知,汽車本身就是一個巨大的工程,包含有幾萬個零件,原因在于傳統(tǒng)制造無法將較為復(fù)雜的零件一次造出來。
就如卡車駕駛室的底板,由于底板過于大,往往需要沖孔、壓型、切邊等一系列加工工藝,導(dǎo)致模具設(shè)計比較復(fù)雜,難以攻克,且沖壓機本身加工零件的大小有限制,所以一個底板往往要分成三到四個部分分開加工,再進行裝焊。
3D打印技術(shù)由于是通過導(dǎo)入數(shù)模來制造零部件,不需要模具,可以克服零部件太大以及內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)難以加工等問題,一次成型,大大降低了加工的復(fù)雜程度。
2、有利于研發(fā)新產(chǎn)品
一般一個新產(chǎn)品的研發(fā)需要研發(fā)、試制、調(diào)試等過程,在達到批量生產(chǎn)前,需要經(jīng)過很多次新產(chǎn)品的試制,生產(chǎn)周期長,且由于加工方面的問題,容易導(dǎo)致研發(fā)的失敗。
3D打印技術(shù)脫離模具的束縛,打印產(chǎn)品的速度遠快于傳統(tǒng)加工,且根據(jù)數(shù)模制造出來的零件更加符合設(shè)計產(chǎn)品的樣式,如此可大大減少一個新產(chǎn)品的研發(fā)周期,降低研發(fā)成本,提高研發(fā)的成功率,實現(xiàn)降本增潤。
3、材料成本低,管理成本低
相較于傳統(tǒng)板材,3D打印技術(shù)所需材料是金屬粉末或者塑料粉末,不需要再加工成特定型號的板材,減少了中間加工步驟;且粉末的儲存需要的場地小,粉末種類數(shù)遠遠少于板材的型號數(shù),利于管理;配送更加方便,同一輛車可運輸更多的材料。如此下來,制造成本大大降低。
在汽車領(lǐng)域上,2014年9月15日,由美國Local motors公司制造的第一輛3D打印汽車“Strati”問世,該車車身先由黑色塑料打印底層,再層層包裹現(xiàn)為以增加強度,整車只有40個零部件,僅僅花費了44個小時制造,采用電驅(qū)動,實現(xiàn)了第一次用3D打印技術(shù)打印整車,其打印機可打印3×1.5×1m的大型零件;而近些年美國DM公司推出世界上第一款3D打印超跑,該超跑由一系列鋁制節(jié)點和碳纖維材料拼插相連,實現(xiàn)汽車底盤的輕松組裝,質(zhì)量十分輕,百公里加速僅僅只需2S多。
STRATI
3D打印超跑
可以說,3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域已經(jīng)具有突破性的進展,但目前3D打印技術(shù)在汽車制造的推廣依舊不算普及,依舊是傳統(tǒng)加工制造為主,原因在于以下幾點。
首先是彎曲表面比較粗糙,3D打印是一層層進行打印,分辨率越高,層厚越薄,表面質(zhì)量越好,但在彎曲處不再是一個光滑的曲面,而是等高的階梯,導(dǎo)致彎曲表面不夠光滑,需要進行特殊打磨,而對于復(fù)雜零件內(nèi)部彎曲表面,采用人工打磨的方式比較困難;
其次是材料的限制,車輛多采用鋼材來制造,以保證車輛的強度,目前3D打印技術(shù)在塑料粉末上的加工技術(shù)比較成熟,金屬粉末僅限于某些特定黏性粉末,要實現(xiàn)全車的制造,需要各式鋼粉的運用,所以技術(shù)仍需突破;
最后3D打印機偏貴,目前國內(nèi)加工制造廠加工設(shè)備還沒到更換周期,貿(mào)然跟換,會導(dǎo)致成本的迅速攀高,嚴重會導(dǎo)致資金鏈斷裂,而且目前社會對3D打印技術(shù)的強度問題還存在一個接受的過程,導(dǎo)致3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域沒有得到廣泛的推廣。
雖然3D技術(shù)在目前還未得到社會的普遍認同,但相信在不久的將來,3D打印技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域技術(shù)的成熟,再結(jié)合目前的智能制造,會引發(fā)新一輪的汽車制造革命。
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