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汽車制造

3D打印在汽車行業(yè)的作用

星之球科技 來源:白令三維3D打印2021-09-17 我要評論(0 )   

德勤的《汽車行業(yè)的3D機會》研究報告解釋說,在汽車行業(yè),車商們3D打印各種原型已經非常普遍,以加快設計迭代。同時,最近幾年3D打印最終使用的零件也逐漸增多。根據Sma...

德勤的《汽車行業(yè)的3D機會》研究報告解釋說,在汽車行業(yè),車商們3D打印各種原型已經非常普遍,以加快設計迭代。同時,最近幾年3D打印最終使用的零件也逐漸增多。根據SmarTechAnalysis的報告顯示,到2029年,汽車行業(yè)3D打印最終使用的零件的產值大約有90億美元。



那么在汽車行業(yè),3D打印會走向何方呢?



縮短研發(fā)周期



對于任何行業(yè)來說,如果能縮短研發(fā)周期,都是非常好的一件事情,汽車行業(yè)自然不例外。值得慶幸的是,3D打印可以幫上研發(fā)人員的忙。



產品研發(fā)的過程大致如下:1、確認用戶需求;2、思考滿足需求的方法,設計產品;3、制作產品的原型(打樣),進行測試;4、根據測試結果修改設計,再制作原型。反復這個過程多次后,最終確定產品的設計。



3D打印可以快速制作出原型,其它工藝可能需要1-2周期才能做好的原型,3D打印一般只需2-3天就能完成。因此,大眾汽車公司在過去25年里一直在使用3D打印技術。



生產終端零件



如今,越來越多的汽車廠商開始嘗試3D打印最終使用的零件。一直以來,很多零件都受限于生產工藝(無法制造、制造難度大、制造成本高、后期裝配難度大),都不是最優(yōu)設計。



3D打印成型限制小,可以生產各種復雜的幾何形狀的零件。事實上,3D打印可以充分發(fā)揮生成式設計和拓撲優(yōu)化的設計能力,還能將多個零件合并成一個零件,從而在大幅度提高零件性能的同時,還能減輕重量。只是受限于產能,還無法做到大批量生產。因此,在量產車上很少使用3D打印的零件。從長遠來看,3D打印汽車零件可以帶來提升性能,減輕重量,減少裝配時間等好處。



目前使用3D打印零件比較多的有賽車、超級跑車,以及豪華汽車的定制件,改裝車的改裝配件。



另外,一些老款汽車,由于零件停產,也會使用3D打印的零件。例如有一輛1977年的福特Hoonitruck就安裝了3D打印的鋁合金進氣歧管。福特汽車是最早開始使用3D打印的汽車廠商之一,早在1986年就購買了3D打印機,如今他們已經3D打印了50多萬個零件了。



寶馬也是非常熱衷于3D打印的公司,他們從1991年開始啟用3D打印技術,并于2020年在慕尼黑開設了新的3D打印中心,并在短短一年內就3D打印了30多萬個零件,主要用于DTM賽車、勞斯萊斯幻影、寶馬i8敞篷跑車和MINI。



供應鏈發(fā)生變化



3D打印零件使用量呈現上升趨勢,對汽車行業(yè)的供應鏈將產生比較大的影響。比如,現在為廠商提供原型和最終生產零件的供應商往往不是同一家。未來,很可能只需一家,既提供原型,又負責生產。另外,大量零件將會合并,供應商的數量也會隨之減少。



材料發(fā)展



材料對3D打印的發(fā)展起著至關重要的作用。汽車行業(yè)需要高性能的工程塑料、碳纖維、金屬等材料,尤其是鋁合金和碳纖維。因此,很多公司都在研究新型的材料。例如巴斯夫旗下的ForwardAM與戴姆勒合作,設計了一種新的發(fā)動機支架,以減少振動的傳遞,從而最大限度地提高乘客的舒適度。近10年來,發(fā)動機支架大多是由注射成型的纖維增強聚合物制成。然而,縮短開發(fā)周期和降低成本的需要使這種傳統(tǒng)制作方式面臨壓。于是ForwardAM就研發(fā)了一種堅固的耐熱材料,再3D打印出支架。



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