揭秘3D打印技術(shù)在汽車制造業(yè)的前沿應(yīng)用情況及未來發(fā)展方向！

來源：AI汽車制造業(yè)

3D打印技術(shù)起源于20世紀(jì)并在最近十年逐步發(fā)展壯大，已經(jīng)成為了汽車制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)之一。目前,，3D打印技術(shù)在汽車制造業(yè)被廣泛地應(yīng)用已成大勢(shì)所趨。3D打印技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用分3個(gè)階段：原型測(cè)試,、生產(chǎn)工具制造和零部件制造,。汽車設(shè)計(jì)工程師在產(chǎn)品開發(fā)階段，利用3D打印做出原型件,，模擬還未量產(chǎn)的實(shí)際零部件,，并利用它進(jìn)行測(cè)試和改良，實(shí)現(xiàn)“所見即所得”,，大幅度提高汽車設(shè)計(jì)的效率,。除此之外,，3D打印還被用在制造生產(chǎn)工具上，例如貼標(biāo)機(jī),，由于每個(gè)工廠貼標(biāo)機(jī)只需要十幾個(gè),，開模制造的均攤成本太高。相比之下,，目前很多車企選擇在工廠內(nèi)使用3D打印機(jī),，隨用隨打，免去了開模,、庫(kù)存和物流成本,。在零部件制造方面，3D打印可以快速制作出一系列具有細(xì)微差異的可測(cè)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)選用最好的零部件,，以此提高了整個(gè)開發(fā)流程的效率，縮短汽車上市周期,，并降低時(shí)間和生產(chǎn)成本,。

▲聚合物3D打印材料可用于各種類型的汽車零件（來源：BASF Forward AM）

目前，無論是德國(guó)汽車品牌大眾,、寶馬,，還是美國(guó)汽車品牌福特，日本汽車品牌豐田,、本田均有自己的3D打印制造中心并與各大優(yōu)秀3D打印品牌廠商進(jìn)行深度的合作,。那么3D打印技術(shù)目前在汽車行業(yè)的應(yīng)用如何？有哪些技術(shù)性的突破和案例呢,？歡迎蒞臨參觀2021年9月9-11日在深圳國(guó)際會(huì)展中心舉行的Formnext + PM South China 深圳國(guó)際增材制造,、粉末冶金與先進(jìn)陶瓷展覽會(huì)一探究竟。

設(shè)備篇
SLM Solutions (展位號(hào)：D46)作為來自德國(guó)的選區(qū)激光熔化引領(lǐng)者,，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用擁有非常多的案例,，包括汽車變速箱、轉(zhuǎn)向節(jié),、發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋,、隔熱支架、散熱器,、引擎蓋板,、排氣歧管等，極大的縮減了零部件制造耗時(shí),、減輕零部件的重量,、提高零部件的性能以及降低了制造成本。

新杉宇航/ExOne（展位號(hào)：E64）作為頭部金屬噴射3D打印機(jī)的企業(yè),，和福特汽車公司宣布開發(fā)了一種用于快速可靠的粘合劑噴射鋁合金 3D 打印和燒結(jié)技術(shù),，可達(dá)到與傳統(tǒng)壓鑄類似的性能,，同時(shí)與福特第一款粘結(jié)劑噴射鋁合金3D打印及高密度燒結(jié)研發(fā)成功，也申請(qǐng)了專利,。新杉宇航作為ExOne授權(quán)的卓越合作伙伴,，愿意為您分享ExOne全球案例,，為您提供最有價(jià)值的增材制造技術(shù)而潛心務(wù)實(shí),。

EOS（展位號(hào)：D26）作為3D打印設(shè)備高端增材制造 (AM) 解決方案的全球技術(shù)和質(zhì)量領(lǐng)導(dǎo)者。使用其設(shè)備 EOS P 396 為DHBW Enginee- ring Stuttgart 車隊(duì)生產(chǎn)賽車?yán)鋮s系統(tǒng),。該車隊(duì)使用該系統(tǒng)后,，蓄電池箱內(nèi)的溫度從高達(dá) 80 °C 下降至 只有 50 °C。冷風(fēng)分配也更加均勻,，冷卻性能提高 100% 以上,。

Anisoprint（展位號(hào)：E69）是一家總部位于盧森堡，開發(fā)復(fù)合材料連續(xù)纖維共擠3D打印技術(shù)的科技公司,。福特汽車瓦倫西亞工廠在其3D打印中心引入了Anisoprint Composer A3 連續(xù)纖維3D打印機(jī),，以提高其工業(yè)流程的效率。Composer 3D打印機(jī)加速了生產(chǎn)周期,，減少了工廠的停機(jī)時(shí)間,。

北京隆源成型（展位號(hào)：F04）作為國(guó)內(nèi)最早開發(fā)砂型鑄造3D打印的設(shè)備廠商之一，隆源成型自主研發(fā)的鑄造用3DP噴墨砂型打印工藝,，在大尺寸,、復(fù)雜結(jié)構(gòu)汽車部件的中小批量生產(chǎn)中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。多個(gè)部件同時(shí)打印,，速度約為傳統(tǒng)工藝的4倍,，顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)試制的周期，節(jié)省開發(fā)成本,，加速產(chǎn)品入市時(shí)間,。可實(shí)現(xiàn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蝸殼,、缸體,、缸蓋、變速器殼體,、管路等部件的快速鑄造,。

易加三維（展位號(hào)：D43）作為國(guó)內(nèi)金屬3D打印設(shè)備的優(yōu)秀廠商，與德國(guó)曼海姆應(yīng)用科學(xué)大學(xué)（Mannheim University of Applied Sciences）的 Delta 賽車隊(duì)展開合作,，通過易加三維EP-M260精確數(shù)值計(jì)算方法,、拓?fù)浜蜕�產(chǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，打印成型鋁制組件,，與之前的 CNC 銑削部件相比,，可實(shí)現(xiàn)整車重量減輕50%以上,，顯著提高了賽車性能。

上海遠(yuǎn)鑄（展位號(hào)：D49）作為專注于高性能功能材料3D打印機(jī)研發(fā),、制造和銷售的高科技公司,，與一家位于日本石川縣，生產(chǎn)特殊車輛駕駛室和車廂相關(guān)零件的企業(yè)SANKI株式會(huì)社展開合作,。由于特殊車輛里面使用的空調(diào)通風(fēng)口等零件均需定制化設(shè)計(jì)和制造,，沒有辦法從市面上采購(gòu)?fù)ㄓ貌考�，該公司使�?INTAMSYS的 FUNMAT PRO 410 3D打印設(shè)備只需要開模注塑一半的價(jià)格,，可以更高效,，快速，靈活的滿足特殊車輛里使用的零件,。

材料篇
贏創(chuàng)化學(xué) （展位號(hào)：D56）作為化學(xué)巨頭之一,，贏創(chuàng)提供了一套完整的汽車金屬替代方案。例如,，名為ROHACELL®的硬質(zhì)泡沫可以與碳纖維蒙皮結(jié)合形成三明治結(jié)構(gòu),，具有輕質(zhì)高剛的特性，是汽車結(jié)構(gòu)件以及機(jī)倉(cāng)蓋,、車門,、車頂?shù)溶嚿砀采w件采用復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的理想泡沫芯材。除車身外,，贏創(chuàng)仍在探索利用高性能聚合物替代車內(nèi)錨固件,、鏈條、齒輪等金屬件的輕量化途徑,。其研發(fā)的高潤(rùn)滑度,、耐磨度聚合物VESTAKEEP®聚醚醚酮已被用于車身底部萬向鏈條、變速器零部件,、增壓系統(tǒng)等方面,。穩(wěn)定性和耐磨性極高的VESTAMID®聚酰胺12則在轉(zhuǎn)向角傳感器齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中發(fā)揮了耐化耐高溫、減噪減震等遠(yuǎn)勝于金屬件的效果,。

Markforged（展位號(hào)：D137）,，連續(xù)纖維增強(qiáng)增材制造(AM)工藝的廠家，與有著115年悠久歷史的汽車行業(yè)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和電子推進(jìn)系統(tǒng)供應(yīng)商德納DANA合作,。德納通過部署大量的Markforged金屬和碳纖維3D打印機(jī),，德納也投資了增材制造。值得一提的是德納公司位于意大利特倫蒂諾辦公室的團(tuán)隊(duì)使用Markforged X7 3D打印平臺(tái),，用Onyx打印出的制造定制化齒輪部件,，節(jié)省了70%的成本，每個(gè)夾具的交付時(shí)間減少了90%,。到目前為止,，這些齒輪已經(jīng)一年多沒有故障了,。

Polymaker （展位號(hào)：D140），專注于增材制造技術(shù)功能性材料的高科技企業(yè),，和來自意大利的電動(dòng)汽車公司XEV已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了3D打印汽車的大規(guī)模生產(chǎn),，進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，這款全新的3D打印汽車叫—SLEV,。這款車除了底盤,、玻璃、方向盤,、座椅等一些特殊部件之外,，其它主要零部件均由3D打印技術(shù)完成,，它的車身材料采用了增強(qiáng)型樹脂材料,，無論是韌性還是堅(jiān)固程度都很不錯(cuò)，單一材料強(qiáng)度甚至還要強(qiáng)于普通的沖壓鋼板,。

吉?jiǎng)P恩增材制造（GKN Additive）（展位號(hào)：F23）,，吉?jiǎng)P恩增材制造（GKN Additive）率先將在汽車行業(yè)廣泛使用的DP600雙相鋼材料應(yīng)用在增材制造領(lǐng)域。DP600材料是低合金雙相鋼,，吉?jiǎng)P恩新開發(fā)的增材制造金屬粉末材料為DPLA（雙相低合金）和FSLA(自由燒結(jié)低合金),，應(yīng)用包括調(diào)整汽車鈑金件的設(shè)計(jì)或開發(fā)全新的結(jié)構(gòu)件。它們符合與DP600 (HCT600X/C) 類似的機(jī)械性能要求,，通過增材制造技術(shù)可實(shí)現(xiàn)汽車和其他行業(yè)領(lǐng)域的多樣化設(shè)計(jì)和應(yīng)用,。

綜上，9月9-11日即將于深圳國(guó)際會(huì)展中心舉行的Formnex + PM South China展覽會(huì)將全方位地呈現(xiàn)目前3D打印材料,、設(shè)備與技術(shù)解決方案在汽車制造行業(yè)的應(yīng)用,。歡迎各位汽車制造業(yè)同仁前往參觀了解，可以掃描文章最后的二維碼,，即可報(bào)名參與,。

與此同時(shí)，隨著新能源汽車越來越普及,，汽車的輕量化制造已經(jīng)成為了汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向,，而3D打印技術(shù)的出現(xiàn)及不斷深化應(yīng)用，讓汽車輕量化制造變得更容易實(shí)現(xiàn),。以特斯拉為例,，其已在生產(chǎn)之中廣泛使用了3D打印技術(shù)，然而,，特斯拉對(duì)自己使用的3D打印技術(shù)嚴(yán)格保密,，但結(jié)構(gòu)一體化與輕量化的結(jié)合是新能源汽車搶占技術(shù)發(fā)展前沿的一大努力方向。

▲特斯拉Model Y一體成型車架,，將原來70個(gè)零部件合為2個(gè)大件

Formnext+ PM South China現(xiàn)場(chǎng)也將舉辦新能源汽車增材制造技術(shù)應(yīng)用峰會(huì),，擬邀請(qǐng)SLM,、贏創(chuàng)、鉑力特,、遠(yuǎn)鑄,、易加三維以及品牌車廠將與您共同探討如何應(yīng)用3D打印技術(shù)有效地減少研發(fā)和創(chuàng)新成本，并有效地提高效率,，應(yīng)對(duì)創(chuàng)新的,、個(gè)性化的客戶需求。想了解更多,？歡迎現(xiàn)場(chǎng)與各大新能源汽車行業(yè)制造商交流,。