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3D打印汽车零部件难越量产高墙

导读: 3D打印技术在汽车零部件领域更广泛地应用已成大势所趋。近日,福特发布消息称,其赛车用的挡泥板、气歧管及扰流板将完全使用3D塑料打印生产。

3D打印技术在汽车零部件领域更广泛地应用已成大势所趋。

有人说,它将是汽车行业的一次重大突破,极有可能颠覆传统的“四大工艺”。

如今,理想似乎正一寸寸地照进现实。近日,福特发布消息称,其赛车用的挡泥板、气歧管及扰流板将完全使用3D塑料打印生产。据介绍,福特是首家与Stratasys Infinite Build 3D打印公司合作生产零部件的汽车公司,且其采用3D打印技术生产的零部件与铸造金属部件相比重量更轻,价格也更加便宜。此前,美国LocaLMotors公司更是研发出3D打印电动汽车LM3D Swim,其中75%的零部件由3D打印生产。

近两年,我国政府频频出台政策将3D打印技术作为智能装备重点推广,国内也有多家零部件企业尝到3D打印机带来的“实惠”。

不过,这些积极信号仍然掩盖不了一个实质性问题:3D打印零部件究竟离量产还有多远?应该如何定位其市场价值?是替代、革新还是仅仅起补充作用?

产品开发更方便、快捷

“汽车及零部件适合率先使用3D打印技术提升生产工艺。”中国3D打印技术产业联盟执行理事长、无限三维科技产业集团主席罗军接受采访时如是说。

罗军进一步解释道,3D打印使汽车新产品开发变得更加方便、快捷,比如从验证到定型;从复杂产品的直接制造,复杂零部件的金属模具开发、到概念汽车的设计都有很多结合点。

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福特汽车公司美国密歇根州Dearborn研发创新中心的全新3D打印系统

在国外,宝马、奔驰、大众、福特等汽车企业早已开始大量利用3D打印技术开发新产品和模具。其中,福特的“脚步”走得最快。上世纪80年代,福特开始研发3D打印技术,并先后在美国和欧洲建立了五大3D打印原型制造中心。据报道,福特在美国密歇根州工厂的3D打印机,每年能制作约2万个零件。而福特的3D打印零部件已被安装在车辆中进行功能测试,未来目标是投入批量生产。

宝马、通用也不甘落后。今年2月,宝马参投了Desktop Metal3D 打印公司。宝马i系列电动汽车在原型车阶段大量使用了3D打印技术。此外,该公司还利用3D打印技术为其老爷车和赛车小批量生产零部件。通用则收购了瑞典Arcam和德国Concept Laser两家3D打印公司。法国标致选择与Divergent 3D公司合作,开发新的金属3D打印工艺。

总之,汽车制造商正在利用3D打印技术在企业内部自主生产持久耐用的概念模型、功能性原型、生产工具和小批量的最终使用部件,从而帮助汽车工程师和设计人员在部件投产前进行全面的设计评估,同时也助力企业大幅降低研发成本并缩短产品上市时间。

广泛应用于打印样品

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3D打印大众汽车VR6发动机的汽缸体

3D打印技术已经在汽车动力总成、底盘、内饰、外饰四大领域得以应用。据记者了解,目前空调系统、点火、巡航、汽车观后镜、刹车连杆、刹车片、车灯、集线插板、仪表盘、方向盘、线束、变速器齿轮、发动机缸体缸盖、进气阀门、进气歧管、出气歧管等也都可以采用3D打印样品。

在我国,汽车零部件是3D打印技术重点推广的领域之一。

法士特相关人士对《中国汽车报》记者说:“法士特是国内较早研究3D打印技术的零部件企业。”浙江万里扬集团有限公司执行总裁任华林介绍称:“国内大部分汽车零部件企业都采用3D打印技术开发样品,我们的部分内饰件就是这样。”辽宁锦州汉拿电机有限公司研究院发电机设计高级主管张志华也对记者表示:“2008年开始,我们公司用3D打印发电机和启动机的样品。”他进一步解释称,3D打印技术可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下,快速实现零部件的单件生产。比如,打印出没有功能的样品与整车进行试配,以解决模具开发周期长、费用高的问题。

在采访中,汽车零部件企业相关人士纷纷表示,目前我国从事3D打印机研发生产的企业相对较少,多以清华、北理工、西安交大、西北工大等科研院所为主。从事相关领域的研发的汽车及零部件企业,多数和以上机构合作。

一位不愿透露姓名的受访专家则告诉《中国汽车报》记者,前些年,3D打印在我国制造业中认识度很低,随着政策的推动,企业也逐渐产生了兴趣。今年2月4日,国家发改委发布的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》中,就涉及包括3D打印在内的8项汽车零部件产品。2015年2月28日,工业和信息化部、国家发展改革委、财政部研究制定就曾对外发布了《国家增材制造产业发展推进计划(2015-2016年)》,提出要初步建立较为完善的3D打印产业体系。

但与欧美车企的投资布局不同,我国仍处在”拿来主义“阶段,即从国外购买一台3D打印机,打印研发阶段的样品。

实现量产几无可能

对于3D打印,人们真正期待的是能快速生产“工程件”甚至整车,而不仅仅是研发试制阶段的样品。

记者根据多方采访得出的结论是,现阶段3D打印零部件要想实现量产尚无可能性。张志华表示:“目前3D打印技术还不够成熟,加工精度和速度无法满足大规模批量化工业生产的要求,还需进一步的技术突破。”任华林从材料成本的角度也指出,3D打印技术还不可能应用到量产产品中。据了解,目前3D打印材料已有100多种,比如不锈钢、铝合金、复合材料、纤维都将得到广泛应用,而汽车企业还在积极突破其他材料限制,以期进一步降低成本。

不过,作为智能制造的代表,3D打印技术在汽车零部件领域的应用仍然潜力很大。罗军认为,3D打印肯定会成为汽车及零部件企业重要的工具和助手,也会成为传统汽车行业制造技术新的补充。

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