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3D打印车之路3D打印正在改变汽车行业的

来源:布加迪 时间:2023/11/30
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3D打印多年来一直是汽车开发过程的重要组成部分。3D打印可以为供应链增加巨大价值,解锁广泛的生产应用。该技术正在变得更加可行且价格合理,公司能够在内部实施增材制造,以支持工厂车间的流程。新的弹性材料为生产高精度,功能性3D打印件提供了机会,这些打印件可以代表最终零件并提供定制机会和高性能。1.重塑原型制作过程原型设备历来是汽车行业3D打印的最常见用例。由于使用3D打印可以大大提高原型制作的速度,快速原型制作几乎已经成为3D打印的代名词,并且该技术彻底改变了产品开发过程。借助3D打印,汽车设计师可以快速制造物理零件或组件的原型,从简单的内部元件到仪表板甚至是整车的比例模型。快速原型设计使公司能够将想法转化为令人信服的概念证明。然后可以将这些概念推进到与最终结果非常匹配的高保真原型,并最终指导产品通过一系列验证阶段进行批量生产。在汽车行业,这种快速验证绝对至关重要。Formlabs产品设计,工程和制造业经理AndrewEdman说:“暂停一小时的汽车生产线可能会非常昂贵。”原型设计过去非常耗时,因此随着产品的迭代次数越来越多,可能会非常昂贵。通过3D打印,可以在一天内以更低的成本创建具有高度说服力和代表性的原型。桌面3D打印机允许工程和设计团队在内部使用该技术,以增加迭代周期并缩短创意与最终产品之间的距离,从而加强其整体产品开发工作流程。2.创建自定义,复杂和高性能部件3D打印非常适合以极低的成本生产定制零件,使制造商能够以他们能够生产和提供给客户的大量新功能。对于那些将“定制”放在核心位置的小公司-例如定制汽车商店,Ringbrothers-3D印刷提供了推动其工作质量和创造力的方法,为实验和完善定制设计提供了重要的空间,而无需担心潜在的费用和时间密集的制造过程,否则定制。Ringbrothers使用3D打印来创建定制的最终用途部件,如这个通风口。较大的公司也将3D打印技术与传统手段相结合。大众汽车重新创造了其标志性的年Microbus,用马力,磅-英尺的扭矩电动驱动器取代了其燃气发动机。“类型20”的概念还动用了各种各样的改进,由三维打印,包括代设计的铸铝车轮。即使是轮毂盖也是3D打印的:虽然它们看起来像冲压钢,但它们实际上是在FormlabsSLA3D打印机上生产的,然后进行电镀以呈现金属部件的外观和感觉。这款VWMicrobus上的轮毂盖在FormlabsSLA3D打印机上进行3D打印,然后进行电镀和抛光,看起来就像镀铬钢。(图片来源:大众)BentleySpeed6是另一个例子。这家豪华汽车制造商采用先进的金属3D打印技术,制造出比现有生产型号更加细致,复杂的部件(格栅,侧面通风口,门把手和排气口)。Bentley使用金属印刷技术以微尺度精度制造复杂零件。(来源:宾利)但3D打印应用不仅限于经典,概念或展览模型。Twikit的定制软件使英国汽车制造商MINI能够使用3D打印为其汽车提供大规模个性化服务,让买家可以完全控制设计。客户可以使用各种字体,图案和图像自定义车辆的内部或外部组件,并使用3D可视化功能查看其设计。实际上,为了这个项目的市场可行性,3D打印所带来的成本降低使得这种个性化形式对公众来说是可承受的。MINI与Twikit的合作使买家可以完全控制设计,以定制车辆的内部或外部部件。(来源:Twikit)3D打印还允许创建无法通过任何其他方式生成的部件。布加迪的八活塞单体制动钳是一个关键的例子。由于材料的高性能特性,布加迪倾向于使用钛作为某些部件,但使用传统方法处理金属是昂贵且具有挑战性的。3D打印的使用不仅使布加迪能够以所需的规模生产厚度,而且还使其性能潜力更高,大大减轻了部件的重量,同时使其比传统的生产替代品(铝)更加坚硬和坚固。布加迪的八活塞单体制动钳是世界上最大的功能性钛合金部件,由3D打印生产。(来源:布加迪)3.生产工具和制造辅助工具工程师使用制造辅助工具使制造和装配过程更简单,更可靠,缩短了周期时间并提高了工人的安全性。汽车工厂和零件供应商使用数以千计的定制夹具和夹具,每个都定制并针对最终用途进行了高度优化。结果是定制工具的激增,增加了制造过程的成本和复杂性。将这些定制零件的生产外包给加工服务供应商,这些供应商使用塑料或金属的实心坯料生产零件,可能会使生产延迟数周,而较长的交付周期也使得难以适应工厂车间的变化。与将零件外包给外部供应商相比,增材制造可以将交付周期缩短到几个小时,并且还可以大大降低成本。由于复杂性不会产生额外成本,因此零件也可以针对最终用途进行更好的优化。新的弹性3D打印材料还允许制造商在许多情况下使用3D打印塑料部件替换金属部件,或者在提交之前对工具进行原型设计和测试。因此,通过3D打印生产制造辅助设备正成为该技术的最大应用之一。例如,PanklRacingSystems依靠带有多台FormlabsSLA3D打印机的3D打印站来制造其重要的生产工具。在制造齿轮箱组件的零件时,公司生产的每个零件都需要一系列定制夹具,夹具和其他专门为该零件设计的工具,因为它们使用自动车床进行多个加工阶段。使用3D打印,Pankl工程师设法将夹具的交付周期缩短了90%-从两周到三周减少到不到一天-并将成本降低了80-90%,从而节省了,美元。4.解决备件问题历史上,备件对汽车行业来说是一个挑战。自然需求是零星的,不可预测的,在某些情况下,生产备件的价值是一个值得商榷的财务决策。然而,在没有现成的备件的情况下,产品的价值更加不稳定并且修理更加困难。在预期后期需求的情况下生产备件也需要大量的存储支出。3D打印定位良好,能够对汽车行业的零部件问题产生显著的积极影响。“我认为(通过3D打印解决备件问题)最大的因素是获得能够与用于零件的更传统材料的性能和成本效益相匹配的材料。“我们离这更近了,”埃德曼说。“3D打印能否取代备件生产?这只是一个时间问题“通过使用CAD,可以将所有部件的设计保存为数字副本,从而需要保持库存过时。随着台式3D打印机的普及,备件可能会根据客户要求在店内生产。该技术的可访问性将鼓励供应商开辟新的空间,以提供简单的3D打印备件供应。在基于现有零件的数字扫描的逆向工程中,即使不再存在的零件也可能被重新制造成要求。较旧的设计可能会让自己重获新生。“人们拥有50多年历史的经典汽车。有一天,我们可以通过3D打印以更自动化的方式支持这些,“Edman说。Ringbrother通过3D打印形状并将其铸造成金属,再现了凯迪拉克徽章,用于定制的老式车辆。5.放宽通用零件制造随着3D打印在硬件和材料成本方面变得越来越便宜,我们将看到逐步过渡到生产常规汽车零件。3D打印机可以提高一般零件制造阶段的效率。“在那里你会看到3D打印[技术越来越受欢迎]是有机会利用添加剂将组件折叠在一起的地方。您可能拥有六个或七个汽车零件的组件,现在可以组合在一个印刷零件中。即使单个部件可能更贵,您也可以节省装配时间和成本,“Edman说。通过整合零件,3D打印方法还可以帮助减轻重量并提高燃油效率。通过3D打印提供的材料的广度开始满足车辆的不同部件的机械要求。由于添加剂方法与传统方法(例如,模塑,压铸)的成本相当,从生产和财务角度来看,将3D打印进一步整合到通用零件制造中会更有意义。+1。3D打印汽车虽然准备好进行市场流通的全3D打印车仍然需要一段时间,但有一些激动人心的项目标志着行业发展的方向:EDAG的LightCocoon:由独立汽车开发商EDAG制造的这一概念拥有一个受大自然启发的3D打印分支式承重结构。尽管结构使用的材料少于常规底盘,但是满足了对结构相关部件的所有要求。除了耐候性外,EDAGLightCocoon的封面在设计和个性化方面提供了绝对的自由。(来源:EDAG)刀片:“世界上第一款3D打印超级跑车”旨在通过超级跑车标准生产-低成本材料,如碳纤维管和铝棒,与生成设计的3D打印金属部件相结合,实现轻量化和高性能。Blade是“世界上第一款3D打印超级跑车”。(来源:Divergent3D)Strati:世界上第一辆在LocalMotors生产过程中大量使用3D打印的电动汽车。该车由50个独立零件组成-远远少于构成传统车辆的大约30,个零件。它的底盘和大多数结构元件都在不到24小时内进行了3D打印,该公司的目标是将其减少到不到10小时。Strati由50个独立部件组成,3D打印时间不到24小时。LSEV:由意大利公司XEV开发,LSEV可能成为今年晚些时候上市的第一款“大众市场”3D打印电动车。除了底盘,座椅和挡风玻璃外,LSEV的所有可见部分也都是3D打印的。由于大量使用3D打印,并且该公司成功将组件数量从2,个减少到仅57个,因此车体仅重公斤。LSEV是第一款预计将于今年晚些时候上市的“大众市场”3D打印电动车。虽然这些项目以及许多其他3D打印汽车计划仍然处于概念阶段,但3D打印在汽车行业各个领域的普及程度令人惊叹。在某些情况下,3D打印技术正在推动行业发展,并有助于在设计和生产中实现全新的可能性。该技术也正在降低生产成本并节省时间。随着对3D打印价值的理解继续在整个行业中传播,随着技术和可用材料基础变得越来越多样化,这种增长趋势将继续下去。

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