昆山博力邁王運贛：塑料,、陶瓷材料在汽車制造的發(fā)展

AMCC2018杭州大會的高峰論壇,，“汽車工業(yè)增材制造發(fā)展論壇”。南極熊3D打印網(wǎng)小編現(xiàn)場聆聽了專家們的演講,。下面是現(xiàn)場速記的文字記錄,。

昆山博力邁三維打印科技有限公司董事長王運贛。

王運贛：很抱歉,，最近這一二十年我跟汽車行業(yè)不大有關(guān)系,，但是在二十年前開始做3D打印的時候，在90年代開始做3D打印的時候,，應用首先是汽車行業(yè),，特別是中國的汽車行業(yè)。那個時候中國剛剛開始接觸3D打印,，各方面條件很差,，從3D打印設備到材料都非常差。最后我們在90年代的時候找到了一個最便宜的方法，就是用紙疊起來的辦法,，那時候用這個辦法代替木模,，在一汽、二汽以及摩托車行業(yè)里面,，那個時候大量推廣了這個辦法,。但是現(xiàn)在二十幾年過去了以后，汽車行業(yè)應用3D打印已經(jīng)有很大的發(fā)展,，但是很抱歉,，這么多年我搞了別的行業(yè)。所以今天讓我在汽車行業(yè)的應用,，其實是勉為其難的,。
車工業(yè)發(fā)展非常快,，市場上也有預測,，其中零部件增材制造用途是非常大的，熱度也非常驚人,，大家都是行家,，我就不多說了。當然汽車制造業(yè)當中,，零件里頭用的一個很明顯的SLM金屬件已經(jīng)很成熟了,，所以我今天報告當中不想談這一點，因為最近這一二十年我也沒有搞金屬打印,。在十幾年前我們搞過這個,，當時我們覺得金屬3D打印成本太高，效率太低,，所以后來沒有怎么發(fā)展,，但是這二十年發(fā)展非常快,，應用非常好,。
   
我今天主要想談談塑料跟陶瓷材料給3D打印發(fā)展帶來汽車制造上面的發(fā)展。
   
第一,，F(xiàn)DM3D打印，F(xiàn)DM3D打印出現(xiàn)的很高,，但是過去我們認為最大的缺點是精度不夠,，但是最近這幾年時間里頭，F(xiàn)DM3D打印發(fā)展非�,？�,，發(fā)展快的一個原因主要是材料，不知道我的看法對不對，按照F42國際標準現(xiàn)在分為七大類,，在七大類當中我認為FDM是目前來說能夠用的材料最多的一種,，也是最便宜的一種，所以在汽車上的用途也是非常廣泛的,。剛才幾位報告都提到了,，特別是在打印高強度的塑料件，過去我們打印的一般是ABS,，也有味道,，但是現(xiàn)在出現(xiàn)的高強度塑料線材非常多，除了聚乳酸強度也非常好,，包括PC,、尼龍、PPSU,、PPEK,，大大擴大了FDM的使用范圍。
   
（PPT圖示）這個大家都舉例了,，我也感到非常高興,，用它的材料跟國外合作，能夠作出這樣的電動汽車來,，成本大大縮減,，制造時間也大大縮短，這是非常典型的一個例子,。
   
我們用PC材料設計了一個很小的千斤頂,，這個千斤頂可以在換臺的時候把汽車頂起來。這就證明PC通過FDM打印可以得到很高的強度,。
   
（PPT圖示）這是國外舉的例子,，碳纖維使用以后做的一些零件，使得大大增強了,。根據(jù)國外的報告,，如果用長纖維跟尼龍材料混合兩個頭打的話，強度可以比普通塑料提高24倍,，這是非常驚人的一個數(shù)據(jù),，我想這對于汽車的發(fā)展是一個很大的影響。當然,，如果我們產(chǎn)生了高強度的材料,，我們的線材也要改變。現(xiàn)在有專家提出一個概念,，叫做制造改變設計,，這個理念提的非常好,，過去一些難制造的東西，你的設計受到制造工藝很大的影響,，這不能設計,，那也不能設計，現(xiàn)在是制造改變設計了,，很多設計過去不能做的零件,，包括中空復雜的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在都可以做了,。

后來我又補充了一個理念,，我說材料改變制造。因為現(xiàn)在各種各樣材料的出現(xiàn),，使得快速成形機或者3D打印機,、增材打印機發(fā)生很大的變化。我老堅持一個觀念,，不應該材料去適應3D打印,，而應該3D打印適應材料。所以現(xiàn)在材料是無奇不有,，發(fā)展非�,？臁５诙�3D打印也要跟上形勢,，加以改變,，現(xiàn)在FDM打印機如果能打印高強度材料它要有三個材料：第一，必須是工業(yè)打印機,。第二是噴嘴,，噴嘴溫度必須達到400度。保溫的溫度也要很高,，要求在工件保溫區(qū)達到90度以上,，如果機器達不到這個條件沒有辦法實現(xiàn)高強度的打印。
   
（PPT圖示）這是我們公司為了達到400度的噴嘴有很多種辦法,，我們發(fā)明了一種打印頭,，我們叫做高溫陶瓷打印機，噴嘴這里400度,，用手摸都可以,，不需要任何冷卻裝置，我們還采取了增材隨動保溫,。
   
舉一個例子,，F(xiàn)DM另外一個用途，就是打印低成本的冷卻道,，過現(xiàn)在要搞隨型冷卻道,，可以使產(chǎn)量和質(zhì)量明顯提高。但是現(xiàn)在如果用SLM機器打印隨型冷卻道價格太貴,，機器進口的,，400萬一臺，據(jù)說上海一個廠進了八臺,，說明需求很大,，特別是國外的柱狀模，一定要隨型冷卻道,。國內(nèi)的用戶用不起,，因為機器太貴，材料現(xiàn)在多半還是進口的材料,，幾千塊錢一公斤,。所以如果還是用SLM這個辦法打隨型冷卻道，雖然是有效的,，但是成本很高,。所以現(xiàn)在出現(xiàn)了用線材料打印，這是適應塑料的粉和金屬粉混合以后打印的隨型冷卻道橡塊,，成本會大大下降,。這個在廣東地區(qū)已經(jīng)開使用了，效果還是很好的,，所以在汽車零件制造當中離不開注塑模,。
   
再一個是用3D打印代替?zhèn)鹘y(tǒng)的失蠟鑄造，這是一個最傳統(tǒng)的鑄造方法,，首先要做一個鋁合金的軋膜,，然后把蠟灌進去，變成了一個蠟型心,，然后焊接成塑,，最后在外面掛漿、燒結(jié),。這是一個傳統(tǒng)的過程,。
   
（PPT圖示）這是打模具、加蠟,，然后做成蠟模,，做成蠟模塑焊接起來，然后再把蠟化掉進行澆鑄,。這樣的時間周期非常長,，而且污染非常厲害，最近我到幾個廠看,，光打蠟的工序就有40個女孩子在修蠟型的飛邊,，味道非常大,。我估計都是農(nóng)村的女孩子，我開玩笑說,，如果城里的女孩子一個月出2萬塊她都不會干,。我相信在汽車工業(yè)當中，很多都是用這種制造方法,。
   
如何取代這個辦法,？現(xiàn)在3D打印找出了一些例子，制造協(xié)會發(fā)了2018到2028綠色智能制造發(fā)展路線圖,，一共提出了23個關(guān)鍵技術(shù),。我統(tǒng)計了一下，前面11個關(guān)鍵技術(shù)全是增材制造,、3D打印,，就包含了下面幾個，如果我們用SLA打印蠟模都非常成功,，已經(jīng)非常成熟了,。
   
（PPT圖示）第四個例子，金屬件如何用陶瓷型來鑄造,。陶瓷型是用3D打印的,，現(xiàn)在大家看到的這張圖就是陶瓷打印鑄型的過程。首先噴一種漿料,，這個漿料由陶瓷粉體或者單體交鏈劑組成的,，這個漿料是用光敏樹脂和陶瓷漿料混合而成的，我們就用激光照射這個漿料,，這樣就形成了固化的配件,，經(jīng)過燒結(jié)就可以變成真正的陶瓷件。還有一個辦法是用DLP的辦法,，也可以達到這個效果,。
   
（PPT圖示）這是我們公司生產(chǎn)的陶瓷3D打印機，我們采用了激光掃描固化的辦法,，這個機器現(xiàn)在有4個型號,，200、150,、100等等四種不同的,。這個機器現(xiàn)在用的比較好，但是進口的陶瓷打印機價格很貴,，一臺機器大概400萬人民幣,，我們國產(chǎn)的價格就比這個價格大大降低了。
   
（PPT圖示）這是用激光固化的辦法打出來的陶瓷型殼,，通過這個型殼經(jīng)過焙燒以后直接可以澆鑄,，原來傳統(tǒng)的蠟模工序統(tǒng)統(tǒng)沒有了,。如果這個技術(shù)能夠普遍推廣到鑄造行業(yè)，包括汽車制造行業(yè)鑄造當中將會產(chǎn)生很大的影響,。最近我到連云港一個廠,，做精密鑄件的一個廠，他們現(xiàn)在已經(jīng)建立了3D打印的鑄造車間,、實驗車間，按照它的產(chǎn)能算這種小型陶瓷打印機要達到的產(chǎn)能需要1000臺,。
   
就是剛才說的那些技術(shù)的發(fā)展,，特別是高強度塑料的發(fā)展，高強度陶瓷材料的發(fā)展,，使得汽車金屬件和塑料件制造周期和產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短,，所以這對于汽車的發(fā)展是非常有利的。
   
也許講了很多外行話,，對不起,，謝謝。

主持人：非常感謝王總精彩的發(fā)言,，他在材料端3D打印的理解有非常深的體驗和理解,。剛才他說的很多東西，都是從技術(shù)點面上去貼近傳統(tǒng)制造的一些痛點和弱勢,，他介紹了在整合大產(chǎn)業(yè)環(huán)境里面的未來,，以及和汽車相關(guān)及汽車之外應用領域和應用場景。非常精彩,。