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          長三角專業汽車制造、新能源、零部件展覽會

          3D打?。撼蔀槠囍圃煨袠I未來的助力

          3D打印技術自從問世以來,在各個行業都發揮著越來越大的作用。3D打印技術也在不斷地向多樣化邁進,應用越變得越來越廣泛。在汽車行業,3D打印技術被應用于工具、夾具、零部件制作等等各個環節,雖然時至今日,3D打印整輛汽車還是無法實現的事,但是在汽車工業生產體系,3D打印技術應用于原型測試、生產工具制造和零部件制造,已經在逐步替代傳統制造。未來完成規?;?D打印生產,3D打印技術很可能會成為汽車行業發展和創新的關鍵技術之一。

           

          3D打印技術助力汽車行業發展

          對于汽車行業而言,3D打印技術應用提高了整個開發流程的效率,增加了零部件的制造精度和定制程度,縮短汽車上市周期,并降低時間和生產成本。

          2021年,越來越多的汽車廠商在制造過程中選擇了3D打印技術。保時捷推出2萬元的3D打印座椅,與之前相比支撐性更好;通用AIC中心安裝24臺金屬和非金屬3D打印機,用于設計汽車原型及工具;大眾汽車粘結劑噴射技術將批量應用,金屬3D打印零件年產量達10萬個;福特將大規模生產金屬3D打印汽車部件,采用粘結劑噴射技術;斯柯達利用3D打印技術精簡汽車生產流程。

          而在汽車制造流程中,也常見3D打印技術的身影。

          瑞士-瑞典跨國電氣設備公司ABB的機器人部門ABB Robotics,2020年就已在其機器人仿真程序中引入了3D打印軟件。利用這一新功能,用戶將能夠對ABB機器人進行編程,從而在30分鐘內開始增材制造生產。作為其RobotStudio軟件的附加組件,ABB通過新的3D打印軟件免除手動編程的步驟,從而加快原型生產速度。ABB機器人可用于汽車制造過程中的焊接、材料處理、小零件裝配、噴漆和涂飾等。

          機床制造商德馬吉森精機/DMG MORI,擁有獨特的混合式(增材制造與傳統制造結合)加工解決方案,它將銑削加工技術與激光金屬沉積加工工藝結合在一起,應用于具有完整銑削功能的激光熔覆加工機床上。LASERTEC65 3D Hybridd是德馬吉森精機推出3D打印混合制造打印機,融合了5軸噴粉堆焊和5軸聯動銑削加工技術,可交替進行堆焊、銑削以及車削加工。基于激光堆焊的增減材一體制造工藝不僅可生產非常復雜的幾何形狀,而且同時可解決3D打印的表面質量問題及材料復合問題。

          而非混合制造設備的生產商西門子/siemens,用于定向能量沉積3D打印的Siemens NX 系統,在增材、減材混合制造中發揮了重要作用。Siemens NX Complete Hybrid CAD / CAM系統在完全集成的“designthrough-CNC”編程解決方案中提供混合增材制造的功能,包括用于集成激光粉末包覆和銑削的后處理和加工模擬。大多數混合制造系統利用定向能量沉積工藝,軟件對于實現和優化零件幾何形狀變得至關重要。

          而作為3D打印公司,3D Systems也為汽車行業制造提供了軟硬件產品和服務解決方案。其中SLS技術在生產其他工藝難以處理的復雜幾何形狀時表現得游刃有余,將制模環節所產生的時間與成本壓力也一并解決,并獲得理想熱塑塑料零部件運用于汽車制造中。而利用SLA技術可以生產出模擬玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸和其他透明材料的透明部件,用于汽車制造環節需要透明性的設計中。

           

          3D打印在汽車行業的瓶頸與未來

          3D打印技術作為新型制造技術,在全球汽車行業內的應用快速發展的同時,3D打印也面臨很多的技術難題和瓶頸。

          根據調查報告顯示,目前3D打印技術主要集中于小批量制造,缺乏大批量制造成功案例,3D打印技術的成本制約著它的大規模推廣應用,成本過高導致很多用戶認為它無法完成零部件的大批量生產,還是需要依靠傳統的鑄造、鍛造、機加等工藝,降低成本是推廣3D打印技術的關鍵之一。

          3D打印技術具有全新的設計理念和思維,能夠實現復雜結構的制造可行性,但是新型的設計方法如拓撲優化、點陣結構、創成式設計、結構功能一體化等,與傳統的設立理念產生矛盾,無法兼容;與其他橫向技術比如傳統機床制造的融合不足,使得3D打印受到諸多限制,3D打印急需與材料基因組、高精度能量控制、數字孿生、新能源、綠色制造等先進技術結合。

          如何進行技術變革與融合,是3D打印技術在汽車行業亟待解決的問題。

          3D打印技術雖然現如今還存在著諸多問題和限制,但不可否認的是,在汽車制造行業的數字化轉型的過程中,他將占據著非常重要的地位。

          我國2021年發布的《“十四五”智能制造發展規劃》中將增材制造列入關鍵核心技術,并提出中國將突破設計仿真、混合建模等基礎技術,開發應用增材制造、超精密加工等先進工藝,攻克智能感知、人機協作、精益管控等共性技術,突破一批“卡脖子”基礎零部件和裝置?,F在全球都都已經將3D打印技術作為未來制造業的重點發展方向,未來3D打印領域的競爭也會愈加強烈。

          縱觀3D打印技術在汽車行業的應用,原型制作、輕量化、量產,都將在未來得到進一步的深化使用,隨著新能源汽車的發展,3D打印將會得到更加廣闊的應用。行業人士稱,2022年我們將看到更多的人轉向經認證的增材制造,以取代或補充傳統的生產流程更少的倉儲和更多的按需增材生產,這也將支持企業的可持續發展目標。選定的材料和技術將得到認證,制造的零件將滿足特定行業的要求,如精度或可燃性。

          也許就在不久的將來,3D打印技術酒會實現直接生產出大批量生產的汽車,但這還需要3D打印技術、材料、速度等的進一步突破,未來3D打印技術仍有無限可能。




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