3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需

2021-04-19 15:22:26 0点赞 1收藏 0评论

南极熊导读:2021年4月19日上海车展开幕,大量新车的报道及视频扑面而来,尤其是互联网巨头们的介入让电动汽车新产品推出的速度越来越快,各大车厂都在使用新的技术手段来加快新车的研发和上市速度,而3D打印将会成为汽车厂商们离不开的一项技术。

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△丰田Supra MK5,由Jaymes Kine拍摄

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△3D打印行业权威Wohlers 2021报告,汽车行业是3D打印应用的第一大行业,占16%的比重;航空航天、科研、医疗齿科等紧跟其后

增材制造自1980年代出现,现在被称为3D打印。经过数十年发展,这项技术已经达到了拐点,并且在各个工程领域的地位越来越重要。通过降低制造商的生产成本、提高原型质量,3D打印技术为汽车原型的快速制造打开了大门,极大地改变了汽车行业的设计和生产流程。

由手工制作向自动化转变

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△汽车设计师经常使用粘土来制作新车的原型

在之前的很长一段时间里,汽车行业都在使用传统的方法来制造汽车的原型,通常采用木材、粘土、泡沫和金属等材料来制作。有的时候,某些关键组件原型的制作需要等待很长时间,严重影响产品测试并投入生产的速度。

向自动化转变确实会为行业带来新的机会,但因为各种原因,很多方法尚未发挥潜力。例如,计算机辅助的CNC铣削速度很快,但是高昂的运行成本和材料浪费使这种方法形同鸡肋,更不用说其他有局限性的制造方法了。人们在寻找更好的制造方法的过程中花费了大量时间和金钱,造成了预算紧缩,这在很大程度上阻止了制造商探索更多的设计方案。

如果汽车厂要真正创建突破性的产品设计,就必须进行大量的试验。但是,如果没有快速原型制作来快速证明(或否定)产品设计概念,那么公司将在时间和预算方面受到很多限制。而设计师也因为担心时间问题而不敢尝试很多还不成熟的方案。

快速原型制作使汽车设计师和工程师从一开始就节省大量时间和资源。只需使用CAD软件创建数字模型来替代传统的绘图板,然后将模型直接发送到3D打印机,就可以开始逐层精细打印了。

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△增材制造逐层打印

3D打印机会根据每一层的结构来打印凝胶,并将这些层逐渐累加起来,最终形成一个3D实体零件。3D打印材料使工程师能够设计具有不同刚度、密度、重量、耐热性和耐化学性等性能的组件。
3D打印尺寸和速度是汽车行业的挑战

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△Massivit 3D打印机的实际应用

不同类型的3D打印机可以满足不同需求,每种都有不同的技术方法来实现最佳效果。但是,无论打印机的类型如何,这项技术作为一个整体始终受到两个主要因素的限制:尺寸和速度。

大多数3D打印机只能生产较小的零件,因为全尺寸零件实在太大了。即使它们能够打印大尺寸,打印速度也很慢,使项目成本增加。

在诸如汽车工业的原型制作中,所需时间和结构完整性是两大关键性要素。即使能够打印比平常大的零部件,因为工作速度慢导致延误,也会变相增加开发成本,从而剥夺了汽车制造商快速开发和测试新原型的灵活性。

值得庆幸的是,下一代增材制造技术已经诞生。诸如Massivit 1800 Pro 3D之类的打印机已经改变了游戏规则,只需短短的一小段时间就可以生产比以往更大、更完整的产品。这种发展为业界一直渴望的快速汽车原型开发奠定了基础。

迈向汽车原型的下一步

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△Massivit 3D 1800 pro打印机

Massivit改进了3D打印技术,能够生产高度达6英尺/1.8米的完整零件。使汽车制造商能够为生产与实际大小一样的组件,例如保险杠和车身面板。这些以前只能使用微型模型或繁重的人工制造工艺才能完成,成本和时间要求更高。Massivit大大提高了打印速度,因此这些大型部件现在可以在短短几个小时内交付。

在2019年拉斯维加斯的SEMA大会上,Massivit与STREETFIGHTER LA合作推出了STREETHUNTER DESIGNS 2020 Supra MK5宽体套件。这个全新的套件包括所有车身面板和用于完全定制的车辆的动态尾翼。

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△由BCT Entertainment为STREETHUNTER DESIGNS设计的3D丰田Supra MK5宽体套件发布

这些零件的通常需要几周时间才能生产出来,然后运输到展会。使用Massivit 1800 Pro 3D打印机本地打印仅用了64小时,打印了16个零件,包括将前唇和后扰流板整体打印出来(每个零件的长度将近5英尺/1.5米)。

3D打印逐渐成为新款汽车开发与制造的刚需△由BCT Entertainment为STREETHUNTER DESIGNS设计的3D丰田Supra MK5宽体套件发布

无论是功能强大的定制套件,还是进入生产线之前要测试的原型,大尺寸Massivit 3D打印机的应用是无穷无尽的。

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