3D打印在汽車(chē)設(shè)計(jì)中的好處是什么？

魔猴君  行業(yè)資訊   1567天前

隨著3D打印技術(shù)的興起，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，覆蓋了汽車(chē)、模板、醫(yī)療、航空、航海等行業(yè)。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，成功和業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)取決于不斷創(chuàng)新，只有這樣，才能保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。去年5月，《哈佛商業(yè)評(píng)論》提出了研發(fā)支出是當(dāng)今世界企業(yè)廣告支出的十倍。但是對(duì)于許多傳統(tǒng)制造商而言，在其工作流程中采用數(shù)字技術(shù)仍然被視為一個(gè)無(wú)法克服的挑戰(zhàn)，主要原因在于采用與否對(duì)財(cái)務(wù)的實(shí)際影響沒(méi)有確切的定數(shù)，因此傳統(tǒng)制造商很難理解由3D打印技術(shù)帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3D打印為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)很大，尤其是在汽車(chē)工業(yè)中，這在很大程度上是由于生產(chǎn)中需要的零件數(shù)量更多。領(lǐng)先的汽車(chē)制造商正在依靠3D打印技術(shù)來(lái)加快產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，并減少時(shí)間和能源等資源。3D打印已經(jīng)在改變汽車(chē)生產(chǎn)的工作流程，從研發(fā)到供應(yīng)鏈和生產(chǎn)都受此影響。

迭代研究與開(kāi)發(fā)

增材制造為汽車(chē)制造商帶來(lái)了革命性的研發(fā)-越來(lái)越多地用于減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，改善原型工作流程并交付使用傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新零件。在美國(guó)的幾家主要汽車(chē)制造商中，每個(gè)初始原型組件的80％至90％已進(jìn)行3D打印。一些最流行的組件是進(jìn)氣口，部分排氣和管道。這些零件經(jīng)過(guò)數(shù)字化設(shè)計(jì)，3D打印，并在短時(shí)間內(nèi)安裝在汽車(chē)上，然后經(jīng)過(guò)多次迭代進(jìn)行測(cè)試?？焖僭椭谱骺梢钥s短開(kāi)發(fā)階段，并縮短最終產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間。

避免供應(yīng)鏈中斷

大多數(shù)批量汽車(chē)制造商使用即時(shí)制造，在組裝之前，大量零件會(huì)立即到達(dá)生產(chǎn)線(xiàn)，以減少對(duì)昂貴的倉(cāng)庫(kù)空間的需求。如果制造商的供應(yīng)鏈出現(xiàn)中斷，AM可以促進(jìn)此過(guò)程在現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)建生產(chǎn)零件。

例如，在最近計(jì)劃的新車(chē)發(fā)布期間，包含發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）的箱子的工具制造不正確。結(jié)果，這輛新車(chē)的發(fā)射被推遲了。為了避免第三方供應(yīng)商為新模具付出昂貴的等待時(shí)間，我們采用了AM。此次生產(chǎn)的前幾百輛汽車(chē)包括ECU裝在使用直接數(shù)字產(chǎn)品制作的盒子中。該CAD文件針對(duì)3D打印進(jìn)行了優(yōu)化，從而使最終使用的生產(chǎn)零件所需的時(shí)間僅為重新安裝所需時(shí)間的一小部分。

特種車(chē)行業(yè)的定制

現(xiàn)實(shí)世界中最有趣的零件生產(chǎn)之一就是與特種汽車(chē)制造商合作，例如跑車(chē)，豪華車(chē)和超級(jí)跑車(chē)。這些制造商為最挑剔的客戶(hù)生產(chǎn)小批量，有名望的異國(guó)情調(diào)的汽車(chē)。由于他們制造的獨(dú)特汽車(chē)，他們也在尋找為這些汽車(chē)制造與眾不同的零件的方法。

在這種情況下，AM被用于創(chuàng)建定制的支架，墊片和索環(huán)，以及根據(jù)購(gòu)買(mǎi)者的個(gè)人要求制成的復(fù)雜的專(zhuān)用單元。一個(gè)很好的例子是為儀表板或門(mén)等內(nèi)部組件創(chuàng)建個(gè)性化的銘文。

AM助力電動(dòng)汽車(chē)的興起

電動(dòng)汽車(chē)（EV）作為一種“環(huán)境友好”的交通方式在消費(fèi)者中日益普及。電池功率與內(nèi)燃機(jī)的結(jié)合并未從汽車(chē)制造方程式中消除對(duì)減輕重量和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻的要求。

盡管在減少為電動(dòng)汽車(chē)供電的電池的重量方面已取得了最新進(jìn)展，但它們?nèi)允擒?chē)輛的較重部件之一。車(chē)輛重量的增加會(huì)影響效率和性能。因此，當(dāng)工程師為這些車(chē)輛設(shè)計(jì)零件時(shí)，他們正在尋找減輕每個(gè)零件重量的方法。增材制造設(shè)計(jì)（DfAM）使工程師重新考慮如何創(chuàng)建零件-允許他們以傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式生產(chǎn)零件。這樣就產(chǎn)生了具有獨(dú)特幾何形狀的零件-通常以減輕的重量-可以作為單個(gè)最終零件生產(chǎn)，而無(wú)需組裝的多個(gè)零件。結(jié)果是減少了動(dòng)力總成的負(fù)擔(dān)，這有助于增加車(chē)輛續(xù)駛里程。

通過(guò)AM的強(qiáng)大功能，另一項(xiàng)創(chuàng)新可能是充當(dāng)熱交換器的3D打印冷卻套。電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)和電池會(huì)產(chǎn)生大量熱量，尤其是在充電過(guò)程中。為了制造零件，設(shè)計(jì)師掃描了汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)和電池，使用AM軟件優(yōu)化了設(shè)計(jì)，并使用3D打印機(jī)生產(chǎn)了零件。該冷卻套的定制設(shè)計(jì)可將熱量從車(chē)輛的這些重要部件中帶走，從而有助于減少磨損-從而優(yōu)化了零件的使用壽命。隨著汽車(chē)制造商繼續(xù)采用增材制造，這是其中一個(gè)領(lǐng)域。

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)