研發(fā)人員在查看結(jié)構(gòu)復(fù)雜的3D 打印塑料球。
據(jù)美國Allied Market Research近日發(fā)布的一份汽車行業(yè)3D打印市場報告顯示，到2022年，全球汽車行業(yè)3D打印市場將達(dá)到23.91億美元，包括大眾、福特、豐田在內(nèi)的整車廠正在越來越多地使用3D打印技術(shù)。隨著各類3D打印技術(shù)的不斷發(fā)展，未來汽車制造也將隨之發(fā)生重大變革。
從原理上看，3D打印是快速成型技術(shù)的一種，又稱“增材制造技術(shù)”，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，由計算機(jī)控制，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，它通過若干層材料的堆疊達(dá)到立體效果。簡單來說，3D打印能夠方便、快捷并精確地制造構(gòu)型復(fù)雜的物體。而汽車恰恰是由眾多造型復(fù)雜的高精度零件組成，可以將3D打印的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致。
據(jù)介紹，若將3D打印技術(shù)用于生產(chǎn)工裝，且不再局限于原型車零部件的生產(chǎn)，那么汽車行業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)階段或?qū)⒐?jié)省數(shù)十億美元。美國橡樹嶺國家實驗室的企業(yè)科研理事兼課題組長Lonnie Lov表示，3D打印工裝頗具前景，其成果已初現(xiàn)端倪。
使用3D打印技術(shù)，工程師在電腦上完成模型設(shè)計，設(shè)計人員只需幾分鐘就能獲得實體的打印模型，然后整個研發(fā)團(tuán)隊的每個專業(yè)人員都可以在打印模型基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，并與團(tuán)隊中其他人即時分享對設(shè)計方案的改進(jìn)，實現(xiàn)“所見即所得”，大幅度提高汽車設(shè)計的效率。不僅如此，3D打印可以快速制作出一系列具有細(xì)微差異的可測試零件來幫助開發(fā)出最合適的零件，以確保最后定型生產(chǎn)選用的是最好的零部件。由此帶來的好處是提高了整個開發(fā)效率，縮短上市周期，并降低時間和成本。這對汽車制造廠商來說極為重要。
實驗人員操作標(biāo)準(zhǔn)紫外固化設(shè)備檢查某一樹脂是否適合用于3D 打印。
前不久，Krailling（德國）–Altair、APWORKS、csi entwicklungstechnik、EOS GmbH、GERG及Heraeus通過經(jīng)典大眾開迪車（caddy）的前端結(jié)構(gòu)展示了工業(yè)級3D打印在汽車行業(yè)的全部潛力。該結(jié)構(gòu)非常輕巧、穩(wěn)定，同時功能整合度極高。在名為“3i-PRINT”的合作開發(fā)項目中，參與公司涵蓋了從部件設(shè)計、仿真、優(yōu)化、制造到后期生產(chǎn)的整個流程的每一個開發(fā)環(huán)節(jié)。該項目從概念設(shè)計到整車最終成型僅花了九個月時間。
目前3D打印技術(shù)有七種基本類型，分別為：材料熔融擠出（FDM）、粘合劑噴射（3DP），材料微滴噴射、粉材平鋪融化、直接能量沉積（LENS）、薄材疊加（LOM）、光敏樹脂平鋪SLA。其中，F(xiàn)DM、粉材平鋪融化以及SLA已經(jīng)應(yīng)用在汽車制造領(lǐng)域，不僅是零部件，越來越多的整車企業(yè)開始大膽嘗試“打印整個汽車”。
毫無疑問，要想實現(xiàn)打印汽車，設(shè)備和材料都十分重要。作為領(lǐng)先的化學(xué)品供應(yīng)商，巴斯夫（BASF）與世界各地的客戶都有著密切的合作，在功能性材料和解決方案的開發(fā)和供應(yīng)方面，不斷幫助客戶提高運(yùn)營和汽車生產(chǎn)效率。其主要產(chǎn)品包括工程塑料、聚氨酯和特種泡沫、涂料、顏料、催化劑、車軸和變速器潤滑油、燃油添加劑、冷卻液和制動液以及電池材料等。那么，當(dāng)巴斯夫遇上3D打印，會發(fā)生哪些新的化學(xué)反應(yīng)？
成立3D打印新公司
9月1日，巴斯夫歐洲公司宣布成立全資子公司——巴斯夫3D打印解決方案有限公司。該公司的總部設(shè)在德國海德堡InnovationLab GmbH的基地內(nèi)，擁有近30名專家，其中多位已在巴斯夫從事3D打印領(lǐng)域的工作。新公司主要致力于建立和拓展3D打印材料、系統(tǒng)解決方案、組件和服務(wù)等業(yè)務(wù)。未來，公司將與來自巴斯夫和外部合作伙伴（如高校和潛在客戶）的研究人員和應(yīng)用工程師密切合作，針對不同要求開發(fā)合適的解決方案。
“工業(yè)應(yīng)用3D打印方興未艾，但發(fā)展十分迅速。這就意味著我們需要類似于創(chuàng)業(yè)公司的敏捷架構(gòu)，需要跨學(xué)科團(tuán)隊和快速決策流程。將以客戶為中心的3D打印業(yè)務(wù)集中到一地、成立專門的公司，是重要的成功因素之一。”巴斯夫新業(yè)有限公司現(xiàn)任董事總經(jīng)理兼任巴斯夫3D打印解決方案有限公司董事總經(jīng)理Volker Hammes解釋道。
新公司將主要面向希望在工業(yè)生產(chǎn)中使用3D打印的客戶，如汽車制造、航空和消費(fèi)品等行業(yè)。為了開發(fā)和測試各種解決方案，巴斯夫3D打印解決方案有限公司將接管并擴(kuò)建巴斯夫新業(yè)有限公司旗下屬于Deutsche Nanoschicht GmbH公司在海德堡的3D打印應(yīng)用技術(shù)中心。
收購線材生產(chǎn)商 豐富產(chǎn)品組合
全面擴(kuò)張3D版圖自然離不開一系列的兼并購，前不久，巴斯夫宣布收購了總部位于荷蘭埃曼的線材生產(chǎn)商Innofil3D的全部股權(quán)。相關(guān)交易無需反托拉斯部門批準(zhǔn)。Volker Hammes表示：“通過本次收購，巴斯夫進(jìn)一步完善了價值鏈的布局。如今我們不僅能夠提供用于3D打印的塑料顆粒，還可深入到下一加工層面——線材。”
Innofil3D是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的高價值定制線材（細(xì)長的塑料纖維）生產(chǎn)商，產(chǎn)品主要用于熔絲制造；這種特殊的3D打印工藝可利用塑料熔體逐層制造各種物品。被打印物品的功能性不僅取決于塑料本身，還同樣取決于穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的線材。這家荷蘭公司的熱塑性線材將進(jìn)一步完善巴斯夫3D打印產(chǎn)品組合。“這是繼巴斯夫3D打印解決方案有限公司在德國海德堡成立之后，為增強(qiáng)3D打印業(yè)務(wù)而采取的又一重要舉措。”Volker Hammes解釋道。
Innofil3D將繼續(xù)開展現(xiàn)有業(yè)務(wù)，并發(fā)展為線材開發(fā)和生產(chǎn)的關(guān)鍵平臺。同時，Innofil3D完善的產(chǎn)品系列正好契合了巴斯夫開發(fā)高性能線材的計劃，它們將成為巴斯夫分層3D打印解決方案的重要基礎(chǔ)。經(jīng)驗豐富、成功的Innofil3D團(tuán)隊將進(jìn)一步增強(qiáng)巴斯夫3D打印解決方案團(tuán)隊的實力。“我們非常高興能成為巴斯夫的一份子。最直接的優(yōu)勢就是此次收購將加快最新線材技術(shù)的開發(fā)速度，使我們現(xiàn)在和未來都能更好地幫助客戶獲得成功。”Innofil3D董事總經(jīng)理Jeroen Wiggers如是說。
研發(fā)、創(chuàng)新、中國市場——一個不能少
在研發(fā)和新技術(shù)的投入方面，巴斯夫也一直極為重視，當(dāng)然也包括3D打印材料及相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。據(jù)悉，在巴斯夫亞太創(chuàng)新園（上海）就設(shè)有兩個3D打印研發(fā)實驗室，分別專注于基于激光燒結(jié)工藝的3D打印解決方案及先進(jìn)的光敏材料。巴斯夫方面表示，非?？春弥袊囀袌龅奈磥砬熬?，其上海研發(fā)團(tuán)隊與全球的3D打印團(tuán)隊緊密合作，將攜手本土客戶及設(shè)備制造商，開發(fā)滿足地區(qū)需求的先進(jìn)材料。
在獨(dú)立成型部件的工業(yè)制造領(lǐng)域（如汽車制造），3D打印具有廣泛的應(yīng)用前景。與普遍使用的聚酰胺-12相比，巴斯夫為激光燒結(jié)工藝開發(fā)的聚酰胺-6粉末有助于提高成品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。
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