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玖玖热模块化制造:3D打印汽车零部件成为趋势!

近年来,3D打印成为很多企业探讨未来节省成本的制造方式,3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件,如汽车零部件、计算机零部件等。
3D打印技术出现在20世纪90年代中期,实际上它是利用 光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。



而在3D打印技术众多的应用领域中,汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。比如2018年大众汽车就与惠普、吉凯恩粉末冶金合作开发的3D打印技术,为大众生产功能性金属零件,最快可以达到50倍于其它3D打印方式的速度。
此前 即便3D打印技术已经日益完善,但这项技术却没有在汽车市场大范围应用。而现在,中国很多汽车零部件企业都开始将3D打印技术应用于汽车零部件制造,其中包括吉利汽车、东风汽车、北汽等都涉足了3D打印汽车零部件。
在国外,3D打印技术在轻量化、定制化的零部件或模具上广泛使用。如福特汽车拥有多个3D打印实验室,专门生产车内按钮、旋钮、进气口及发动机罩等零部件;布加迪推出由3D打印生产的八活塞刹车卡钳,梅赛德斯-奔驰和保时捷也在利用3D打印技术为老款车型生产金属零件备件等。
近日还有外媒报道,美国加州车轮制造商HRE发明了一种3D打印车轮,专为迈凯伦P1(参数|图片)设计。这种车轮通过减重,使车辆跑得更快。据悉,这是HRE打造的第二代3D打印概念车轮,车轮由一个碳纤维枪管及钛合金轮辐组成,单个车轮重量约为9kg。迈凯伦P1配置这种轻量化车轮后,加速会变得更快。



在超跑车轮的制作过程中,HRE采取了两种3D打印工艺,一种是直接金属激光熔融工艺,采用激光器融化超细钛合金粉末,逐层构建钛合金熔融层,进而打造精细颗粒层,形成成品车轮。另一种是电子束熔炼工艺,采用一束电子进行加热,在真空容器内将新金属材料融化。



此外在订购HRE的3D打印车轮时,用户还可选择不同的颜色及底漆进行定制化操作,这类车轮均为手工制作,制作时间较长但工艺十分精细。3D打印技术使用钛合金材料,保证了零部件的强度,也为未来车轮定制化发展提供可能。


科普:3D打印汽车案例


经过几年的发展,如今3D打印已经被广泛应用于汽车零部件的研发。事实上,早在2014年9月,世界第一台3D打印车已经问世--这辆由美国Local Motors公司设计制造、名叫“Strati”的小巧两座家用汽车开启了汽车行业新篇章。这款创新产品在为期六天的2014美国芝加哥国际制造技术展览会上公开亮相。



据悉,Strati只有49个零部件,动力传动系统、悬架、电池、轮胎、车轮、线路、电动马达和挡风玻璃采用传统技术制造,包括底盘、仪表板、座椅和车身在内的余下部件均由3D打印机打印,所用材料为碳纤维增强热塑性塑料。Strati的车身一体成型,由3D打印机打印,共有212层碳纤维增强热塑性塑料。
2015年7月,来自美国旧金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超级跑车“刀锋(Blade)”。该公司表示此款车由一系列铝制“节点”和碳纤维管材拼插相连,轻松组装成汽车底盘,因此更加环保。
此后,斯特拉也通过3D打印技术完成了一辆斯特拉轿车,其完成组装需时44小时。整个车身上靠3D打印出的部件总数为40个,相较传统汽车20000多个零件来说可谓十分简洁。汽车由电池提供动力,最高时速约64公里,车内电池可供行驶190至240公里。

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