近年來中國的很多領域都開始積極應用3D打印技術,進一步提高制造領域的技術含量然而在汽車制造領域中,3D打印技術仍然處于起步階段。很多國內外汽車企業都在爭奪,中國這個龐大的市場,汽車企業向臨著日益激烈的市場竟爭。3D打印技術將給汽車行業帶來新的技術突破。在汽車的制造和維修領域,積極應用3D打印技術能夠有效地提高生產率,降低生產成本,從而提高汽車企業的市場竟爭力
1 3D打印技術及其特點
所謂的3D打印技術又被稱為增材制造,也就是運用數字模型來對一個任何形狀的二維固體物品進行復制。在計算機輔助設計軟件的協助下,可以通過數字編輯的方式,將特定的加工樣式制作成為數字化的模型文件,然后使用特定的添加劑,使用3D打印機來對各種具有很高的可塑性的物質進行加工、分層和疊加,從而得出立體、真實的固態形體,完成3D打印之后,還可以對3D模型進行進一步的處理,例如對其進行打磨、固化、剝離和后期修整。
3D打印技術對傳統的制造方法進行了突破和顛覆,在傳統制造領域,具有越復雜的結構的物品,就需要越高的制造成本。而3D打印技術對機械設備和模具進行了淘汰,同時簡化了繁瑣的加工工序,不僅有利于產品制造,更有利于產品創新,還能夠實現個性化的私人定制。與此同時,3D打印能夠對余料進行回收,無需設置復雜的流水線,是一種綠色環保、高效節能的技術。
2 3D打印技術在汽車制造領域的應用
2010年,美國Local MotorS公司率先推出了一世界第一臺3D打印汽車,這一也標志著3D打印技術在汽車領域的應用取得了突破性的進展。
2.1 運用3D打印技術制造汽車零部件
在對汽車進行研發和制造的過程,需要制作數量龐大的零部運樣件,要制作這些零部樣件往往需要較長的制作周期、然而為了在市場竟爭中脫穎而出,汽車企業致力于小斷縮短汽車的開發周期,為了實現這一目的,可以積極應用3D打印技術:使用3D打印技術來制造汽車零部件,能夠節約20%的成本,縮短40%的開發周期。可以使用金屬激光燒結3D打印技術,對金屬樣件進行打印,選擇鈷鉻鉬合金、鈦合余、鋁合金、小銹鋼等作為3D打印的原材料,簡化了加工過程,同時具有高效率、低成本的特點。
2.2 運用3D打印技術制造汽車模具復雜型腔
在現代汽車發展的過程中,零部件形狀的復雜程度越來越高,從而提高了模具制造的難度。以汽車中的空調外殼為例,由于其外形非常復雜,造成模具具有非常復雜的型腔和型_芯,在制作中往往只能通過鑲嵌和拼接的方式來制造模具,這樣不僅縮短了模具的使用壽命,降低了其使用的精度,而目延長了生產周期:如果應用激光燒結3D打印技術來制作汽車模具的復雜型腔,則可以實現復雜型腔的整體加工,提高模具的使用壽命,降低30%左右的生產成本,縮短70%左右的加工時間。一些使用傳統制造技術難以完成的制造任務,例如制造換擋手柄模具型芯,也可以使用3D打印技術來完成。
2.3 運用3D打印技術實現零部件的輕量化之道
為了實現節能減排,汽車企業往往將輕量化作為一個重要的發展目標,要降低整車的重量,就必須降低零部件的重量,這就需要對零部件的構造進行簡化,并使用輕星化的材料。只有用3D打印技術,才能在保障零部件質量的基礎上減輕零部件的重量。例如使用鎳合金制造D1賽車進氣歧管,其最薄壁厚達僅為2mm ,使用傳統制造技術是很難實現的。
3 3D打印技術在汽車維修領域的應用
3.1 運用3D打印拄術實現零部件定制
汽車維修行業普遍面臨著幾個重要的問題,例如限量版和新版汽車往往具有較少的零部件,在對其維修時不得不單獨開模制造零部件,提高了維修的成本。在汽車行業的發展過程中,汽車的車型越來越多,維修店和4店難以將全部車型的零部件配齊。還有一些一車型面臨下線或者年限使用較長,廠商不再提供其零部件,導致維修困難。維修店和4S店如果需要使用無庫存或緊缺零部件,也必須單獨開模。
這些問題造成汽車維修店和45店的維修效率難以提高,而目需要付出較大的維修成本,產生較大的浪費。如果使用3D打印技術則可以很好地解決這些問題。例如在制造汽車零部件時,就可以對其零部件的三維數字模型文件和生產加工數據進行保留,維修店和4S店只需對其進行調用,再使用3D打印技術,就可以在短時間內將這些零部件打印出來,無需重新開模。這樣各種車型維修過程中對零部件的需求都可以得到滿足,而且維修成本和維修時間都得到了降低。
3.2 運用3D打印技術制造汽車維修工具
隨著車型的不斷增加,汽車維修所使用到的工具數量和種類也越來越多,特別是一些特殊的車型及其零部件,一般維修工具往往難以滿足具維修需要。因此可以用3D打印技術來制造其實維修工具,從而滿足特殊汽車的維修要求。汽車維修店或4S店只需進行3維建模和模型切片,并配備合適的2D打印設備,根據實際需要確定打印的參數。即可在較短的時問內獲得所需的維修工具。
4 結語
3D打印技術立足于信息技術、材料技術、控制技術和智能制造技術,隨著這些技術的不斷進步,3D打印技術在各領域的應用也越來越成熟。在汽車的制造和維修領域,3D打印技術已經發揮了巨大的作用,在3D打印技術的推動下,汽車行業會向著個性化定制、便捷化和智能化的方向發展。
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