汽車部件原型

3D 印表機製造助力加速研發環節

在 3D 列印技術眾多的應用領域中,汽車行業是 3D 列印技術最早的應用者之一。早在 3D 打印技術發展的初期,一些歐美發達國家車企就開始將 3D 列印技術應用於汽車研發過程。 如今 3D 列印已經被廣泛應用於汽車零部件的研發。 2017 年 12 月 29 日,南極熊對上海某汽車公司進行了專訪,深入地瞭解了 3D 列印是如何應用於汽車零部件製造,以及 3D 列印對汽車行業帶來的影響和轉變。



該汽車零部件公司主要業務是天窗系統, 包括普通天窗、全景天窗、以及全天窗模組等產品,具有優秀的設計、工程和製造能力, 寶馬、通用、 大眾等名牌企業都是他們的客戶。 為了彌補在產品研發驗證方面的缺陷,經過 8 個月時間的充分調研, 他們最終鎖定了美國 Stratasys 發佈的最新 FDM 工業級設備 F123 系列。 材料方面, 由於 ABS 材料良好的強度、柔韌性、機械加工及抗高溫性能,以及經過了嚴格的抗 10000 次的耐磨性測試,成為研發工程師的首選塑膠, 完全滿足其對零部件強度的要求。3D 列印的 ABS 汽車零部件

經過日夜不間斷的列印測試, 目前的良品率高達 90%以上, 不良品主要是由於工程師自身的原因造成,比如技術參數設置不准確, 由設備自身原因導致的不良品率幾乎為零。生產效率方面, 平均十幾個小時就能完成汽車零部件的列印, 對其列印速度基本滿意。 此外列印成本也在可接受的範圍內。 從這個角度來看, 3D 列印設備已經發展到了“ 可靠、一致、可預測” 的程度。工廠裡的 3D 列印設備 F270目前該公司引進 3D 列印技術主要的應用集中於研發環節,體現為 3D 列印試驗模型、功能性原型等形式。


相關負責人表示“ 以前在汽車天窗部件上的研發用的 CNC 機床或者手工來製造, 包括切削、鑽孔、 粘接等工藝,費時費力, 甚至不少樣件需要委外加工, 如果達不到要求就要重新做,大量的時間成本就耗費在這上面。 有了 3D 印表機以後, 我們自
己就能做研發, 不再需要委外加工,簡單快捷。並且能夠實現快速修改設計方案並反復大量反覆運算,在確保原型產品設計品質的同時,大大縮短了產品設計和原型開發所需的時間,提高了研發效率。” 該公司自行列印比委外加工的成本支出降低了近 50%。此外,由於委外加工的採購流程非常繁雜,把 3D 列印的製造全程放在自己公司後, 時間成本有非常明顯的節省。

 

關於 3D 列印是否可應用於直接製造最終零部件的問題, 我們瞭解到,“直接製造”對零部件機械性能、光潔度等要求嚴格,因此對 3D 列印技術水準的要求高,對應的成本也較高。 比如某 3D 列印零部件使用的是玻纖材料, 3D 列印技術的應用空間還比較小, 因此更多地還是用於產品的原型驗證。 另外,受到印表機成型尺寸的限制, 有的大尺寸天窗部件需要分解成多個部分,列印完成之後進行拼接。


目前,相比國外, 在國內汽車零部件產業, 自主購買使用 3D 列印設備的比例還是不算太高,這是一家走的比較前沿的汽車零部件公司。 汽車行業由於自身規模大、研發投入多、應用 3D列印技術時間長等因素, 將在 3D 列印技術應用中佔據重要位置。汽車行業巨大的市場規模為 3D 列印技術在汽車領域的應用提供了廣闊的市場空間。 我們相信在未來, 3D 列印在材料性能、成本方面有望達到汽車直接生產應用的要求,向具有更高價值的應用轉變。