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3D打印技术在汽车工业的运用

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2023-01-10 领创三维 领创三维 1728


3D打印作为近现代工业核心技术支撑之一,近年来,在汽车制造业上可谓是大放光彩,近年来,在汽车零部件制造成为了3D打印技术的关键推广领域。

3D打印对于工业发展而言,启着举足轻重的作用,对于传统制造来说,3D打印存在明显的优势。

高效

3D打印又称快速成型技术,其高效的生产特点在汽车研发阶段发挥出了传统工业不可比拟的优势。

轻量

3D打印的材料有其特殊性,且通过数字模型的设计,能够充分减轻汽车重量,让汽车跑得更快。

选择性:

3D打印除了具有可打印各种工业塑料或者新型材料,还能打印快速制造各种不同属性的铝材,合金以及各种超轻超硬质金属材料。


“如果一个产品上市晚了6个月,它的毛利润率已经损失了66%。”–麦肯锡公司。这是汽车行业公认的概念,为了缩短产品的上市时间,需要更短的设计周期和更加无缝衔接的产品设计。由于开发成本的上升,低利润率使汽车成为资本密集型行业。汽车企业面临众多挑战,只有不断创新、满足用户定制化的需求并将设计高效且实惠地带入车主的生活,才能保持业界领先地位。但是,许多复杂、多材料及熔合部件收到固有的限制,特别是对于需要定制的内饰和外观部件,它们由含有不同元素的复杂多材料部件构成。这意味着对快速成型的需求通常超过了传统的多步骤流程可以达到的水平。汽车3D打印如何实现快速迭代,并加快复杂设计的完成,这些都可帮助降低成本、加快速度,值得我们进行探讨。

例如以变速杆组件原型每次迭代所需成本大约为1500美金,在最终设计验证之前,预期的周期为5-10次迭代。这些成本正在迅速攀升。此外,多种材料原型在变速杆组件中是必不可少的,这是一种既繁琐、耗时又昂贵的传统制造工艺。


每个照明罩原型(包括人工、模具、油漆、手工精加工、机械加工和色彩匹配)的制作步骤总计成本大约为3000美元。由于这一过程的复杂性,许多公司将这些步骤外包出去,将自己置于难以控制的不可预测因素之下,即受供应商交付时间的摆布。这也可能意味着会以熟练劳动力以及所涉及的时间和材料的形式增加成本。此外,此类延迟还会妨碍企业将产品尽快推向市场,产生收入,取得或维持市场领导地位。

毫无疑问,3D打印技术实现了高质量原型所需的多个阶段,通过快速成型开发,可以加快完成最终设计。

案例1:宝马将3D打印规模化应用在日常生产中:

2012年到现在的10年间,宝马通过3D打印工艺技术生产了100万个零部件。2018年一年,宝马集团3D打印生产中心的产量超过20万件,同比提升42%。2018年底,一件3D打印的车窗导轨被安装在宝马i8 Roadster上,这是宝马集团的第100万个3D打印量产零件

在高性能车型领域,3D打印更是如鱼得水。有高低功率两个版本的新一代宝马“机皇”——S58B30里的气缸盖,便是3D打印的杰作。

案例2:宝马MINI回收碳纤维制成3D打印零件以减轻重量

尽管宝马已停止了MINI的大规模定制计划,但它已在其FIA Formula E安全车MINI电动脚踏车中以更加有趣的方式应用3D打印——新型步速车使用由回收碳纤维制成的3D打印组件。

案例3:迈凯伦720S跑车超轻量版集成3D打印性能部件,减重9%

近期汽车改装厂1016 Industries已将3D打印的性能部件集成到了一次性的迈凯伦720S跑车超轻量版中,更有效地降低汽车产品的重量,比标准版汽车轻9%。

 

对于性能至关重要的3D打印零件,这些零件主要集中在其尾翼内,该尾翼除了各种连杆外还包括功能性钛合金支撑。1016 Industries的外观和组装变更相结合,为其原型机带来了显着的轻量化优势,因为定制720S的重量比出厂型号轻122公斤(268磅)。

案例4:日产尝试3D打印小批量生产

日本计划在2035年将所有新销售的汽车改为电动车,在过程中3D打印技术将用于零部件的制造,并且可以对多个零件实现一体成型。从而不需要螺栓和密封材料,减轻了汽车重量,并缓解了电动汽车的续航问题,这对于日产汽车未来新车的上市计划而言,3D技术的运用尤为重要。另外日产的未来计划还包括了混合动力技术,其中电池、马达、发动机在混合动力车型上在重量上并不占优势,而3D打印机技术可以有效的应对这类情况,因此日产一直将3D技术投入汽车生产视为重点推进的项目。

目前,日产已开始用于试制品的开发,还取得了不错的成效。据了解,以往试制发动机汽缸盖需要3个月,现在只需要2周时间,并且轴部件的重量减轻60%,将制造成本降低了一半。


    综上而言,3D打印技术是促进汽车工业发展的一重大发展助力,高效率的更新迭代与更快的推进技术研发进程在今时今日的工业发展尤为重要,同时促进了汽车新型材料的使用和发展,更重要的是降低了生产成本,在一定程度上促进了汽车工业生产经营范围的扩大和行业的快速发展。

 领创三维作为专业生产制造超大尺寸工业级3D打印机生产商,领创三维工业级FDM,光固化3D打印机,专业研发生产高品质三维打印三维扫描产品,3D打印设备广泛应用于各种汽车工业航空航天模型、工业开发和艺术设计等领域。拥有可打印各种材料,尼龙ABS碳纤维等材料,深受各大院校企业 科研机构深爱。提供3D打印机价格,领创联合品牌、闪创三维FDM,光固化3D打印机。厂家电话咨询18107608348