近年来,3D打印技术在汽车制造领域的应用呈现出迅猛发展的态势。无论是汽车整车厂、零部件生产厂商,还是售后服务提供商,3D打印都为他们开辟出了一条更为快捷、高效的创新通道,助力企业摆脱传统制造模式的束缚,驶入发展的快车道。
宝马、捷豹路虎、兰博基尼等汽车行业的领军企业,正积极运用3D打印技术,在企业内部自主制造耐用性强的概念模型、功能性原型、生产工具以及小批量的最终使用零部件。这一举措有助于汽车工程师和设计人员在零部件投入量产之前,开展全面的设计评估工作,同时也极大地降低了企业的研发成本,缩短了产品推向市场的时间。
那么,与传统制造工艺相比,3D打印究竟具备哪些优势呢?
首先,3D打印具有更快的制作速度、更低的零部件成本以及更高的保密性。借助3D打印技术,能够在数小时至数天内就制作出概念模型,进而帮助整车厂和零部件厂商优化设计方案,加快产品概念验证的进程。
其次,3D打印提供了丰富的材料选择,不同材料具有各异的机械性能,能够精准制作功能性原型。这使得制造商在产品前期设计阶段,可以随时发现并修正错误,完善设计方案,将错误成本降至最低。
在工装夹具方面,3D打印技术提供了一种快速且精准的制作方法,显著降低了工具生产的成本和时间。因此,汽车制造商在产能、效率和质量等方面都得到了快速提升。
针对生产工具,如水溶型内芯、碳纤维包裹、注塑成型等领域3D打印的应用,有助于企业实现快速小批量工具定制,降低成本并缩短产品上市周期。
最后,在最终使用零部件制造环节,3D打印技术能够确保原始设备制造商和零部件制造商的部件生产不出现延误,还能为汽车制造商定制生产耐用性强的最终使用产品。
借助注塑成型技术和高性能热塑性塑料,3D打印技术可以构建出耐用且坚固的汽车零部件。汽车制造商借此能够实现小批量定制部件生产以及生产自动化。
同时,设计师和工程师能够优化零部件设计,实现有机形状以及中空、负拉伸等复杂几何形状的创建与制造。
综合来看,目前3D打印技术在汽车制造领域的应用主要涵盖四个方面:动力总成、底盘系统、内饰、外饰。
动力总成
运用3D打印技术制作概念模型和功能性原型,能够帮助汽车设计师和工程师在产品研发的初始阶段,对离合器以及其他发动机部件的设计进行验证。与传统方式相比,3D打印技术能够大幅节省设计验证时间,并将设计错误成本控制在最低水平。欧洲跑车制造商兰博基尼利用3D打印技术为其跑车制作发动机引擎管道,在极短的时间内就完成了复杂几何结构的构建。
底盘
生产和组装工具的制作以及功能测试,是3D打印在汽车底盘系统研发生产过程中较为常见的两种应用方式。兰博基尼同样采用工程级热塑性塑料制作高强度的汽车底盘原型,并利用高性能工程塑料定制组装工具。
外饰
汽车行业的领军企业运用3D打印技术,涵盖工装夹具、最终使用部件和功能原型制作等方面,简化了汽车外饰的生产周期,减轻了汽车制造工具的重量,降低了生产成本。其应用范围包括保险杠、挡泥板、车灯和汽车徽标等众多汽车外饰部件。例如,3D打印已成为宝马研发过程中不可或缺的技术手段。宝马公司的工装夹具部门利用3D打印制作用于汽车组装和测试的工装夹具,通过轻量化设计,在很大程度上提高了生产效率。
内饰
3D打印具备一次性打印多种具有不同机械特性材料的能力,这一特性被制造商广泛应用于汽车内饰部件的产品设计和研发阶段的评估工作中。包括仪表板、空调排气扇、方向盘、汽车操纵杆等由多种材料和工艺组成的零件,都可以利用3D打印实现原型制造。与传统制造方式相比,一方面可以降低设计成本;另一方面能够精确还原产品的形状和材料特性,从而进行全方位评估并迅速做出修改,进而加速产品上市进程。