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3D打印技術走入現實 汽車行業用其低量生產零件

時間:2018-10-28 12:56:19   來源:中塑在線   瀏覽量:

    據汽車新聞網站Autonews報道,汽車行業對3D打印技術越來越重視,已經將這項技術作為低量生產汽車零件的實用之選。

    美國加州雷德伍德城的創業公司Carbon3D就為寶馬公司和福特汽車提供用聚合物制作的汽車零部件。寶馬Mini使用3D打印的裝飾性舷窗,而福特TransitConnect則使用了3D打印的防沖減震零件。Carbon3D現在還正在與DelphiAutomotive合作以吸引更多的顧客。

    現在各大公司也紛紛研發這一技術,希望能從中盈利。去年9月,美國鋁業公司(Alcoa)投資6000萬美元(約3.9億元人民幣)在匹茲堡研發中心研發的3D打印機能夠使用鋁、鈦及其他合金生產零部件。據了解,通用電氣(GeneralElectric)已經開始使用3D打印機用粉末金屬制造噴射發動機的燃料噴嘴。這一新興的做法,又名增材制造(additivemanufacturing),在汽車業務領域有巨大的應用空間。通常,汽車制造商要花費大量金錢裝備生產線,制造汽車零部件。它們必須反復創建工具和模具以生產零部件的早期原型,因為工程師要努力讓新零部件滿足設計規格。然而現在,供應商和制造商相信他們可以省去部分投資和精力,不斷改進數字設計,然后通過先進的打印機制造出符合規格的制成零件。

    國際制造工程學會(SocietyofManufacturingEngineers)行業戰略主管黛比•霍爾頓(DebHolton)表示3D打印技術“在過去的幾年里無疑取得了巨大進步。這是它們的夢想——不再使用模具制造零部件”。Carbon3D公司希望3D打印機能取代傳統的每年能生產5萬或5萬以內零部件的低量生產注塑模具。然而直到現在,人們對3D打印技術的懷疑更多仍集中在依賴它完成工廠死板安排的可操作性,而不是對它的基礎科學水平上。

    誠然,現在的打印機的效率也不高,只能處理為數不多的幾種原材料,而且生產的產品耐用性低,分層的零部件有可能在下日常使用條件下就破碎,所以3D打印主要用于制作樣品或展品。但是這項技術已經飛速進化,并且已經滲透到航空航天和醫療產品領域。Carbon3D的商用打印機比上一代打印機速度快了將近100倍,而且它們可以將多種原材料制造成產品。更重要的是,它們生產的零部件強度與使用注塑模具生產的部件的強度相當。Carbon3D的打印機制成產品不再需要分層。Carbon3D產品管理副總裁柯克·菲爾普斯(KirkPhelps)說:“既然不再需要分層材料,你會得到更高質量的零部件,它們具有強度高、耐熱、彈性好的特點。”

    去年,Carbon3D以每臺機器每年4萬美金(約26萬元人民幣)的價格將一批打印機租賃給了早期客戶。DelphiAutomotive就是客戶之一,現在Delphi想了解這些3D打印機是否適用用生產電力組件。DelphiAutomotive增材制造發展經理杰瑞·萊因哈特(JerryRhinehart)表示,公司會在25輛汽車上安裝一批3D打印的電子連接器和其他電器元件,并于6月對這些汽車進行道路測試。

    成本低廉并不是3D打印技術的價值定位。萊因哈特指出,對大多數批量生產的組件來說,3D打印在價格上與注塑模具相比并沒有優勢,但是如果一個有4、5部分的零部件可以被3D打印的一個整的零部件取代,那么制造商就可以降低成本、減少重量、簡化裝配。萊因哈特說:“你可以讓零部件變得更小、更輕、更簡單,這樣你可以完全自由地設計產品。這是這項技術絕妙商業模式。”

    這項方興未艾的技術在零件市場和配修領域也有前景。由于3D打印最適合量產5萬件或以內的產品,它可能會更適合生產需求較低的零部件,如生產有12年車齡車輛的內飾。像PepBoys這樣的汽配零售商可以使用自己的3D打印機生產客戶訂購的替換部件,而再不需要讓工廠生產,并將它們存儲在倉庫。萊因哈特說:“當你只需要保存零部件的數字圖形文件時,為什么還要把它們在倉庫存放10或20年呢?”

    喬治亞理工學院(GeorgiaInstituteofTechnology)機械工程教授兼國際制造工程學會成員托馬斯·庫費斯(ThomasKurfess)表示,PepBoys的后院商店可能不那么迷人,但是3D項技術有用武之地。他說:“PepBoys可以從通用汽車處下載數字文件并打印出來,而通用公司不必再擔心庫存或使用工具生產零部件。它們都可以大幅增加利潤率。”

    3D打印技術在零件市場的潛力在2014年得到宣傳,因為當時宇航員在國際空間站使用104層塑料打印出了他們需要的4英寸長的棘輪扳手。

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