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3D打印在中国汽车制造业中的应用分析

2016-04-19 02:09
夜隼008
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  3D打印是快速成型的一种技术,该技术日新月异,广泛运用于文化创意、模具制造、医疗卫生等领域。而“3D打印汽车”无疑在将3D打印推向神坛的路上加了一把猛火。那么3D打印技术是如何推动汽车行业的发展的呢?

  随着3D打印技术的成熟,或许我们就能在几天内打印出自己想要的汽车,或者用3D打印来改装自己的汽车。这真是一件令人兴奋的一件事情。自从世界上第一辆3D打印汽车问世,吸引了全世界的目光,制造展会上又一次使用3D打印技术打造了一辆汽车,这让更多的企业家开始注重3D打印机。

  3D打印整车打印现阶段是不可能的,汽车包含的东西太多了,塑料3D打印技术可以打印一些操作面板,金属3D打印技术也可以做一些发动机的零件,但还是要经过加工以及后面的装配”,另外,汽车里面还包括线路、电路板、传感器,这些是3D打印做不出来的。

  汽车的整体部分仅仅只是底盘、仪表板、座椅和车身等外部零部件由3D打印而成,而其他关键性的动力传动系统、悬架、电池、轮胎、车轮、线路、电动马达和挡风玻璃是使用常规的制造方法,然后再组装在一起。3D打印汽车更多的是在秀一种技术,通过这样的一个“概念”来引领一种潮流,而且他非常坚定地认为3D打印技术只是汽车整型制造里面的一个重要的环节,不可能替代全部的传统技术。这样有许多3D打印元素参与的汽车的出现还是有其特定的意义,它恰好向人们提供了一种汽车制造的新范式——一体化与轻量化的设计是完全可以实现的,它将原本需要在生产线上组装上千个零件集成为几十个,而且使用碳纤维或者其他的复合材料,汽车重量大大下降。

  而且更加重要的意义在于,因为3D打印的参与,原有的汽车产业链也有机会得到改变:原本汽车生产是由全球各地生产零件,再集中到一个地方进行组装成型,最后再销往全球。而“3D打印汽车”的出现把设计、采购、制造、销售、回收各个环节都集中在一个地区,打破全球供应链。越复杂的产品使用3D打印来做就越具有优势,像发动机的缸体、缸盖内的东西,使用传统工艺可能需要花三、四个月时间来做模具,但使用我们的无木模铸型制造技术两个星期就可以直接出具一件产品,原来的费用都是几十、上百万,用我们的技术就要降低很多了。佛山峰华卓立的常务副总经理、高级工程师金枫一句话概括了3D打印相较于传统手段的优势——适用于复杂成形、周期短、成本低。这也是3D打印引得这些汽车厂商趋之若鹜的原因。

  现在工业生产的趋势是从大规模批量化生产转变为小批量和个性化生产,产品的生命周期和投放市场的时间越来越短,在十年前开发一种新车型需要两年以上的时间,而现在一个汽车制造商每年就要推出几种新车型,开发一种新车型用不到一年的时间,根据数据统计,中国2014年上市的新车型就多达328种。市场竞争如此严酷,只有尽可能缩短产品设计和制造周期才有可能在竞争中胜出,3D打印正是这样一种先进的制造手段,它突破了产品的设计限制,极大缩短了产品开发周期,同时大大降低研发成本,并且同步开发,提升了新产品的可靠性。

  虽然这些优势使得3D打印在汽车研发阶段如鱼得水,但业内人士一致认为它在大批量生产方面还无法与传统的冲压、锻造、铸造等工艺比肩,这也使得3D打印在大规模、标准化作业的工业环境下短时间内无法顺利走出实验室。3D打印直接制造功能性零部件的局限性还是蛮大的,大众在批量生产方面并没有用到3D打印,因为批量生产的车有很多法规方面的要求,其次3D打印的材料性能还没能达到批量生产的材料要求,这是它的一个缺陷。常规的大批量生产现在用3D打印还是不现实的,大批量的高成本、大尺寸、高性能零部件的直接制造关键核心技术3D打印还没有突破。另外他还提出一个有趣的观点,3D打印最主要的障碍还是缺少一批懂得3D打印设计理念的人,设计师还是传统的理念,就像你拿着Ipad去挖土却怪它不如铁锹。除此之外,3D打印出来的零件表面质量也存在缺陷,需要后期的抛光、染色、电镀、喷漆等后处理,而且整个3D打印的产业链尚未形成,这些都会制约3D打印的顺利发展。

  在传统汽车制造领域,汽车零部件的开发不仅需要长时间的研发与测试,制造零件模具环节同样也是一个漫长的周期。3D打印可发挥的效用就在于此,由于3D打印快速成型的特点,汽车厂商将这一技术应用于汽车外形设计的研发中可极大地缩短设计时间和模型生产时间。3D打印在汽车行业的应用时,并不是鼓励大家应用3D打印技术去打印所需要的产品。3D打印目前并不适合批量生产,它的潜力在于汽车产业的模具生产阶段。3D打印技术无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的产品,从而极大地缩短汽车模具的研制和生产周期,提高生产率,实现低生产成本。可以说,3D打印技术或将改变汽车模具的未来。

  尽管如此,业内人士对3D打印的下一步应用还是有着明确的认识, 3D打印是整个汽车制造里面一个非常有效的辅助工具,以后在汽车研发中会越来越多地应用到3D打印,其次,在批量化方面肯定也会寻找到一些突破口,或者与传统制造相结合形成更合适的价格优势。未来几年内,相信有更多的汽车厂商认同3D打印技术的巨大作用。

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