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3D打印技術(shù)顛覆汽車制造業(yè)

作者: 時間:2016-12-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
    3D 打印技術(shù)又稱為“快速成形技術(shù)”或“增材制造技術(shù)”,誕生于20 世紀80 年代末。主要是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),將計算機設(shè)計出來的圖形數(shù)據(jù)導入3D 打印設(shè)備,打印機內(nèi)裝有粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過電腦控制將材料疊層添加構(gòu)造三維物體,最終把計算機上的藍圖變成實物的數(shù)字化、智能化增材制造技術(shù)。

    3D 打印技術(shù)需得到重視

    前不久,一場別開生面的3D 打印技術(shù)展在英國倫敦舉行。展覽向人們展示了各種利用3D 打印技術(shù)打造的前沿產(chǎn)品,展現(xiàn)了這一創(chuàng)新技術(shù)在汽車、醫(yī)療、影視等諸多領(lǐng)域的無限潛力。

    從國際層面看,3D 打印已從一個流行的概念變成了一個新興行業(yè)。美國總統(tǒng)巴拉克奧巴馬在國情咨文中提到這項新技術(shù),并希望3D 打印成為令美國制造業(yè)重新煥發(fā)出活力的重要推動力。2010 年年初,世界首款3D 打印汽車Urbee 在美國面世,它是一款混合動力汽車,絕大多數(shù)零部件來自3D 打印,耗時2500 小時。據(jù)這款車的制造者介紹,將量產(chǎn)這款轎車,并透露該車成本為5 萬美元。


    Urbee

    本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/332295.htmUrbee 的造型很奇特,它只有3 個車輪。這種平扁的造型使其風阻系數(shù)達到了0.15,這在汽車工業(yè)設(shè)計中是個非常出色的數(shù)字,使其最大程度避免空氣阻力。而三輪車設(shè)計也是基于這一點的考慮。在動力方面,Urbee 采用的是混合動力系統(tǒng),兩臺電動機加一臺發(fā)動機,發(fā)動機使用的是乙醇燃料。電池則可以通過Urbee 頂部的太陽能面板充電??傊磺卸际菫榱俗畲蟪潭裙?jié)省燃料消耗。

    從國內(nèi)情況看,一些跨國公司也在嘗試將3D 打印技術(shù)應用于汽車制造過程之中。通用汽車中國前瞻技術(shù)科研中心已將這一技術(shù)引入,幫助開發(fā)汽車模具。據(jù)介紹,以往研發(fā)一款新車,制造一個零部件,僅開模就需要至少兩三周時間,現(xiàn)在利用3D 打印技術(shù),制作時間縮短到一兩個小時。盡管通用汽車目前還尚未直接打印汽車,但這種前期的嘗試無疑可為未來的大規(guī)模應用積累經(jīng)驗、培養(yǎng)人才。

    對我國汽車行業(yè)而言,3D 打印技術(shù)或?qū)⒁l(fā)一場革命,改變傳統(tǒng)制造模式,應該引起汽車企業(yè)的高度重視。

    技術(shù)優(yōu)越性

    與傳統(tǒng)制造業(yè)的“減材制造技術(shù)”相比,3D 打印技術(shù)的魅力主要在于,3D 打印技術(shù)可直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件,具有制造成本低、研制周期短、生產(chǎn)效率高等明顯優(yōu)勢。3D 打印已成為引領(lǐng)未來全球制造業(yè)發(fā)展趨勢的關(guān)鍵詞。

    與傳統(tǒng)研發(fā)手段相比,3D 打印技術(shù)生產(chǎn)汽車零部件可快速成形,運用快速成形技術(shù)在設(shè)計早期驗證產(chǎn)品裝配可行性時,能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計差錯,縮短開發(fā)周期,降低研發(fā)成本,快速驗證關(guān)鍵、復雜零部件或樣機的原理及可行性,例如缸蓋、同步器開發(fā)以及橡膠、塑料類零件的單件生產(chǎn)。它無需金屬加工或任何模具,免去了模具開發(fā)、鑄造、鍛造等繁雜工序,省去試制環(huán)節(jié)中大量的人員、設(shè)備投入。

    據(jù)調(diào)查,目前國內(nèi)零部件模具開發(fā)周期一般在45 天以上,而3D 打印技術(shù)可以在沒有任何刀具、模具及工裝夾具的情況下,快速實現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。根據(jù)零件的復雜程度,需1 ~ 7 天, 與傳統(tǒng)鑄造或鍛造零部件相比,3D 打印技術(shù)具有絕對的高效率。

    目前3D 打印設(shè)備所使用的原材料并不局限于樹脂或工程塑料,金屬材質(zhì)同樣可以進行3D 打印,快速成形。金屬材質(zhì)通過激光或電子束直接熔化金屬粉末,逐層堆積金屬,形成金屬直接成形技術(shù)。這項技術(shù)在汽車零部件領(lǐng)域的應用顯現(xiàn)了很大優(yōu)勢:一方面,可以直接制造復雜結(jié)構(gòu)的金屬零部件,免去了開發(fā)模具,再制造零部件的工序;另一方面,3D 打印目前的技術(shù)水平可使金屬零部件的力學性能和精度達到鍛造件的性能指標, 這樣也就保證了汽車零部件對于精度和強度的需求。
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