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北京3d打印服务公司详解3D打印技术在汽车制造中的运用

北京3d打印服务公司详解3D打印技术在汽车制造中的运用,3D打印是一种更便于大众理解的通俗称谓,在工业专业术语中,3D打印被称为“增材制造技术”——它与传统“减材制造”相对应。3D打印技术大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、庞大的机床及众多的人力,即可生成任何形状的零件,使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。

跟传统技术相比,传统的机加工制造就适用于大规模、需要量产的部件,并广泛应用在几乎所有领域;目前3D打印适于小批量、造型复杂的非功能性零部件,大多在汽车、航天等领域内用于制造样件和模具等。从使用材料看,传统机加工可以使用几乎任何材料;3D打印技术目前使用的材料多为塑料、光敏树脂、尼龙和金属粉末等材料,受制较多。技术优点在于材料利用率超过95%以上,几乎不产生废料,且适用于复杂结构体等。

在制造工艺上3D打印技术显示出自己颠覆性的优势:

形状复杂性。传统机械制造是基于削、钻、铣、磨、铸和锻等减材制造基本工艺的组合;而3D打印技术是一体成型技术,主要采用“分层制造、逐层叠加”流程。几乎任意复杂的形状,只要在三维设计软件中设计出来,就能通过3D打印技术制造出来。

层次复杂性。传统加工技术难以实现的多尺度(宏、介、微观),而3D打印技术可以实现如原子打印、细胞打印等。

功能复杂性。对于结构复杂的零件,3D打印技术可以实现整体打印成形,避免了将一个复杂零件进行分拆制造后通过焊接成形而带来的质量增大和潜在的质量缺陷,甚至能够取消复杂零部件的装配,用在汽车部件上不但可以减轻重量,同时减少装配时间及改变部件连接缺陷。

纵观当今的汽车行业因为受制于其传统制造技术,从最初设计到投入生产的完整汽车开发过程通常需要大约38个月和数亿元的投入,而其中仅用于模具开发和制造的时间就占到16个月,费用更是亿元级别。并且由于开发时间长,传统汽车制造商很难准确预测38个月后产品发布时用户的行为,难以做到精确地映射产品。而传统汽车制造商受到帕累托原则的影响 - 即20%甚至更少的产品创造了80%以上的利润,对于像福特或通用这样的大型制造商来说,由于目前的生产方法所制造的产品容错能力几乎为零,因此其他80%的不成功产品纯粹是制造商的损失。

3D打印直接将虚拟的数字化实体模型转变为产品,极大地简化了生产流程,降低了研发成本,缩短了研发周期,使得任意复杂结构零件的生产成为可能,对面向功能的产品设计具有重大的推进作用。

汽车行业正在面临深刻变化,比如传统内燃机汽车正在向纯电动、混合动力、氢燃料动力电池汽车等清洁能源汽车方向转型,与此同时,汽车与智能网联技术的结合也越来越紧密。随着汽车“四化”发展,汽车外观、内饰、结构等都已发生变化,且这一过程正在加速。这些变化往往都是创新的、个性化的、小批量的,而这种情况需要用到3D打印技术提供足够的支撑和帮助。

车企使用3D打印技术主要是基于新车模型和工具的应用。汽车市场竞争日益激烈,车企们纷纷开始寻求新的技术以减少材料的成本和效率的突破,因此,越来越多的车企开始采用3D打印技术来减少研发和创新成本。IDC在其2017年初发表的《世界半年度3D打印消费指南》中指出,产生大部分收入的3D打印应用领域集中在工业级3D打印领域。例如,2016年,汽车设计和快速原型打印贡献了最重要的收入(超过39亿美元)


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