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3D打印技术加速汽车行业研发速度
来源:  阅读次数:1174  时间:2016-08-18  
 

上海旭未国际贸易公司总代理的Stratasys 3D打印技术已应用于汽车制造领域,主要被用于打印气缸头、进气歧管、排气通道等共享率较高的零部件原型,可以节省大量的开发成本和时间。

上海旭未国际贸易有限公司副总裁李鑫表示:3D打印是对“添加法制造技术AM”的一种形象化的描述,其核心是数字化、智能化制造与材料科学的结合,运用计算机软件设计立体加工样式,通过特定的成型设备,用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。3D技术是一项具有革命性的技术,它所带来的分布式个性化制造方式方法,使得生产成本、资源消耗、环境影响都大大降低。

在3D打印领域,SLS选择性激光烧结技术中广泛应用于汽车、军工、航空航天、机械制造等行业,该技术可以自动、快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的原型或直接制造零件(模具),将有效缩短产品的研发周期。其原理就是将一项设计物品转化为3D数据,然后根据这些数据进行逐层打印,一片一片地打印,然后叠加到一起,成为一个立体物体。可以将大批量无差异化的生产转化为个性化、差异化的快速生产,将大规模集中式生产方式方法转变小规模分布式生产方式方法。该技术正在被越来越多的汽车零配件制造厂商所采用,应用于前期的研发设计汽车零部件生产。主要被用于打印气缸头、进气歧管、排气通道等共享率较高的零部件原型,可以节省大量的开发成本和时间。同时,对于客户来说,利用3D打印机生产零部件的质量更好、重量更轻。

3D打印技术应用于汽车制造领域,可以最大程度地降低成本并节约时间。据悉,3D打印在汽车部件生产中的应用,将从仅仅对塑料部件的开发延伸到对金属结构件的开发。只有整个3D打印行业都来参与技术创新和材料研发,整个行业才能得到迅猛的扩展。就此看来,使用3D打印机打印汽车所有的部件也许只是时间的问题,期待3D打印技术的不断创新与应用。

对于3D打印机来说,造型复杂的物体和最简单的立方体、圆柱体是一样的,而且材料更节省。3D打印技术在汽车领域的应用,可以帮助汽车客户更快、更精准地打印出产品模型,方便设计师更快速地进行评估,在制造过程中省时省力省成本。

使用3D打印技术,可以灵活地改变设计方案,实现柔性生产。就目前来看,在汽车制造领域,利用3D打印还只能够实现小批量生产的产品,但对于那些需要大批量生产的产品,传统的模具制造工艺会更具优势。而在未来,如同当年的计算机技术应用到产品设计一样,3D打印技术在汽车制造领域势必会掀起高效、低耗、智能化的技术革命浪潮。

行业权威表示3D打印将从三大方向改变汽车制造

这些年,中国汽车自主品牌取得了很大进步,尽管还很难摆脱市场定位的局限、产品制造的技术限制,但各品牌似乎已经逐渐摸索到适合自己的产品路线。尽管如此,我们却仍处在汽车制造大国而非汽车强国的位置,这其中,中国汽车零部件商还无形成核心竞争力或许正是主要原因之一。

目前,我国的汽车零部件行业生产工艺、制造水准还不能满足整车厂大部分的要求,核心技术几乎均被跨国公司垄断,实现技术创新似乎还很遥远。而最近在全球升温、驶入快车道的3D打印技术,能否对中国汽车零部件实现创新带来新的变革呢?

方向一:简洁主义的3D打印

时下,大热的3D打印技术被全球首家信息技术研究和分析机构Gartner总结分析为2014年十大战略技术趋势之一,并被英国《经济学人》视作是”与其他数字化生产模式一起推动实现第三次工业革命”。在美国,3D打印国家创新中心正筹划建立,而我国也迎来了政策的红利,科技部已将3D打印列入863计划书中,并成立了世界首个3D打印产业联盟。

目前,3D打印产品层出不穷,涉及工艺品、人体器官、飞机及汽车零部件。世界首部3D打印汽车Urbee2,其零部件大概只有50个,而一辆标准汽车则需要上万个零部件组成,这种极简主义的技术几乎带来了全新的生产理念。

3D打印技术的火爆一方面源自其技术符合工业生产变化的需求,向着快速、低成本方向发展,另一方面则来自于其跨领域的生产模式,可以实现多领域通用,能有效地将大规模生产与手工生产融于一体,这对于传统开模生产来讲可谓是破坏性创新。

而3D打印技术对于汽车零部件行业的影响,或许能够更为持久、深远。上面提到的3D打印汽车Urbee2,包括玻璃嵌板在内的所有外部组件都是通过3D技术打印的,乍看之下,3D打印技术的使用很大程度上精简了汽车零部件的数量,实质上,3D打印技术更能够促进汽车零部件行业的创新能力。

方向二:起步于零部件样品试制

3D打印技术优势在于能快速更改设计差错、提高生产效率、降低开发成本。相较于传统的模具开发,以及锻造、铸造等复杂的工艺,简化了中间环节,从而减少了人力与物力的消耗,缩短开发周期。相对于目前国内零部件45天以上的开发周期,3D打印技术依据零部件的复杂程度,只需要1~7天的开发周期,并且在复杂零部件制造方面具有突出优势。

对于自主品牌供应商来讲,零部件样品试制环节是零部件商非常重视的试验田。样品试制若采用传统制造工艺,则往往需要开发许多模具并通过复杂的工艺来生产,因而大大拉升了样品试制的成本。3D打印技术的应用或许能够弥补这些短板。根据业内人士透露,福特公司在零部件研发与生产制造环节就有3D打印技术参与其中,并开拓出3D砂土打印,通过此技术能够生产出一系列具有细微差别的可测试部件以供选择。直到选出最佳零部件,搭配到下线车型之中。

方向三:渗透汽车个性化定制

随着移动互联网、云计算等新兴信息技术的发展,个人体验终也端越来越多样化,人们对于不受外部环境拘束的自由体验的追求更加强烈,其个性化需求日益明显。

这种需求同样催迫着社会生产制造模式的改变。3D打印技术存在的意义就是能够使人们将数字世界与现实生产结合得更为紧密,将产品制造和个人需求无缝对接。

随着汽车更新换代频率的加快、人们对汽车功能的选择权需求也逐步加深,或许在不久的将来,汽车就可以实现更深层次的个性化定制,而非目前简单的外观区分。

而自定义汽车的销售方式之中,最大的难题莫过于个性化定制将降低生产环节的效率,并带来大规模生产的难度,难以实现高度柔性化生产。此时,3D打印技术的应用或许就能够带来更大的想象空间。人们可以在诸如ARA之类的硬件平台上得到自己所喜欢的汽车零部件,比如汽车保险杠、后视镜等内外饰件,来组装成自己的定制化汽车。再者,利用3D打印技术生产零部件也可以降低维修成本,将损坏的、紧缺的零部件打印出来,也降低了库存成本。

当然,由于受限于打印材料等原因,目前3D打印技术还处于初级阶段,离规模生产尚且路途遥远。但是以3D打印汽车Urbee2为代表的各种3D打印产品的问世,意味着在全球范围内,3D打印技术已经逐步脱离了炒作概念而走向一种产业,甚至能重构汽车制造模式。这对于未来自主品牌的创新而言势必是一个不错的载体。所以,汽车零部件商应该从当下做起,好好利用这一前瞻技术,在投入广泛应用和大规模生产之前,使其与传统制造形成一种平行补充的关系,为未来大规模定制化生产积累经验。

 
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