3D打印在哪些方面特别好

从传统生产工艺转向3D打印技术,使各行各业的公司在改善零件和产品的技术和业务方面发生了革命性的变化,但AM在汽车行业的两个主要领域将产生最大的影响。

产品创新

增材制造可以生产设计限制较少的组件,这些组件很难使用传统制造工艺生产。这种设计灵活性为创新铺平了道路,因为它可以添加改进的功能,如集成电线(通过空心结构)、较低的重量(通过晶格结构)和传统工艺无法实现的复杂几何形状。此外,新的AM技术越来越能够生产具有导电性和可变强度等独特性能的多材料印刷零件。这些增材制造工艺在创造未来更安全、更轻、更快、更高效的车辆方面发挥着重要作用。EDAG的Light Cocoon是AM如何在创新方面打开新大门的经典例子。

供应链

AM通过消除对新工具的需求和直接生产最终零件来缩短整体交付时间。此外,由于AM通常只使用生产组件所需的材料,因此使用它可以大大减少废料并降低材料使用量。此外,AM制造的轻质组件可以降低处理成本,而按需和现场生产可以降低库存成本,提供灵活的供应链。最后,AM可以支持中低批量的分散生产,包括降低成本和提高更贴近客户的产品制造能力,从而降低供应链的复杂性。

AM可以应用的产品阶段

凭借其独特的优势,AM能够取代汽车生产中传统使用的一些工艺。以下是AM可以给汽车行业带来的四个重大变化。

原型制作过程

原型制作通常很耗时,随着产品经历更多的迭代,最终会变得昂贵。快速原型制作(3D打印)使公司能够将粗略的想法转化为令人信服的概念验证。然后,这些概念可以进一步发展为与最终结果紧密匹配的高精度原型,并最终引导产品通过一系列迭代和验证阶段,实现大规模生产。在汽车行业,这种快速验证至关重要。通过3D打印,可以在几天内以更低的成本创建极具说服力和代表性的原型,缩短创意和最终产品之间的距离,加强其整体产品开发工作流程。

维修和支持(备件)

在CAD的帮助下,几乎所有零件的设计都可以作为数字副本存储在计算机硬盘中,从而消除了维护库存的需要。通过使用3D打印,可以按需生产备件。该技术的可访问性将鼓励供应商开辟新的空间,以提供易于供应的3D打印组件和备件。即使是已经不存在的零件,也可以根据现有零件的数字扫描进行逆向工程,从而根据需要进行重新制造。旧的设计可能会发现自己有了新的生命,另一方面,经典汽车的备件可以很容易地复制。

定制

传统制造工艺的定制成本高昂且耗时。3D打印是生产低成本定制零件的理想选择,为制造商提供了他们能够生产和提供给客户的新能力。对于较小的定制汽车店来说,3D打印汽车零件提供了提高其工作质量和创造力的方法,为实验和完美的定制设计提供了很大的空间。

批量制造(各种零件的组装)

3D打印可以提高一般零件制造阶段的效率。您可能有一个由五到六个汽车零件组成的组件,现在可以组合成一个印刷零件。即使单个零件可能更贵,您也可以节省组装时间和成本。通过整合零件,3D打印工艺还可以帮助减轻重量并提高燃油效率。从生产的角度来看,将3D打印进一步纳入一般零件制造将更有意义。

哪些技术和材料是合适的

从塑料饰件到金属发动机部件,增材制造一直在证明自己,并在技术工艺和可用材料方面提供了更多。此表简要概述了流行的选项。

应用过程材料特征示例

内饰和座椅SLA、SLS、MJF聚合物定制化妆品组件仪表板、座椅框架

轮胎、车轮、悬架SLS、MJF、DMLS铝合金、聚合物坚固耐用的部件悬架弹簧、轮毂盖

电子SLS、MJF聚合物精密元件传感器、单部件控制面板

废气和排放DMLS铝合金空心金属零件冷却通风口

发动机罩下SLS、MJF尼龙耐热功能部件电池盖

灯具SLA、MJF树脂全透明、高细节前照灯、前照灯原型

SLS、MJF尼龙柔性风管暖通空调风管

原型SLA聚合物高清、清晰的细节最终高清原型

功能安装支架SLS、SLM、MJF尼龙PA12、钛合金轻质高强度交流发电机支架

复杂的发动机零件DMLS铝合金坚固、轻质、功能性的金属零件Wishbone悬架

当前工业应用示例

许多汽车OEMS已经开始使用AM,实现了AM的能力和效率,这里有两个这样的例子

米其林3D打印Uptis轮胎

法国轮胎制造商米其林于2019年推出了其首款采用增材制造技术的原型轮胎。这些轮胎被称为Uptis(独特的防刺穿轮胎系统),设计为无空气,以降低爆胎和其他因爆胎或道路危险导致的漏气故障的风险。这种设计之所以成为可能,是因为AM。如果成功,我们可以预计Uptis将在2024年之前为一些汽车配备。最后,这些防刺穿轮胎还可以减少浪费,促进可持续出行(公司未来出行愿景的目标之一)。