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3D打印能否替代传统零部件制造技术

  “作为一种零部件制造技术,3D打印在一定程度上可以提高部分零部件制造的效率和精度,降低成本,其技术本身仍在不断发展之中。”全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树在接受《中国汽车报》记者采访时说,这一新技术再度升温,也是解决当前零部件供应链“保供”难题的有益探索。

  3D打印提升效率

  近来,在新型冠状病毒感染引发的肺炎疫情影响下,汽车零部件供应链危机屡现。很多汽车及零部件企业都在想方设法破解这一难题。一些企业开启3D打印制造方式,成为解决难题的办法之一。

  近日,特斯拉披露,在为特斯拉Model Y生产零部件的企业中,Slant3D是一家用集群化3D打印机进行制造的企业。今年4月,为应对新冠肺炎疫情导致欧美一些汽车零部件企业停工减产的现实问题,该公司开始采用3D打印方式,为特斯拉Model Y制造汽车空调壳体等零部件。此次采用一种“聚合物定向能量沉积”的3D打印新工艺制造零部件,解决了在欧美很多零部件供应商停工减产情况下的零部件供应难题,还提高了这些零部件的生产效率。

  3D打印技术能解决燃眉之急,提高产销量,还能改善汽车零部件及汽车系统的使用效率。3月以来,本田的研发部门与3D打印企业Autodesk展开合作,设计了一款汽车发动机曲柄轴,并采用3D打印技术制造,从而实现车辆轻量化并提升了发动机燃油经济性。曲柄轴在汽车发动机中发挥着关键作用。该部件能够将活塞摆动转化为旋转力,对耐磨损度有着较高要求。曲柄轴的外形必须耐受燃烧压力,且随时维持转动平衡。上述因素导致曲柄轴的设计大致定型。在发动机技术发展中,曲柄轴几乎没有大的变化。如今,本田3D打印制造的曲柄轴与之前的同类产品相比,可实现减重30%,成为提高燃油经济性的一项新突破。

  业内专家认为,3D打印技术最大的优势就是,不必开发制造工具、购置生产设备;灵活性高、适合复杂形状和结构、适合组合材料、工序精简等特点,恰好克服了部分汽车零部件传统生产工艺的不足。当前,汽车零部件行业每年要生产数十亿件金属零部件。3D打印技术一旦成熟,将会对汽车零部件等传统制造业产生革命性影响。

  越来越多的企业采用3D打印技术制造部分汽车零部件。通用汽车与Autodesk合作,用3D打印制造汽车不锈钢座椅支架。使用3D打印技术,可以使汽车零部件重量减轻40%、强度增加20%。“3D打印现在是我们的灵丹妙药。随着科技不断进步,通用汽车可以借此方法生产数千甚至数万个零部件。”通用汽车公司制造总监奎恩这样说。

  在欧洲汽车行业,也有不少企业已经开始新的探索。当前,大众零部件部门已经初步形成了3D打印制造能力,主要用于尺寸小、结构复杂的高端品牌车型零部件。大众认为,与传统制造工艺相比,3D打印金属零部件不仅能够实现更为复杂的结构,还能减少材料的浪费。此外,3D打印的零部件重量更轻,能够在保证性能的前提下,减少燃油消耗率。如大众车型的A柱,经测试,在不影响强度和耐久性的前提下,使用金属3D打印的结构件能够将A柱加固系统的重量减轻74%。大众表示,今后将采用3D金属打印技术大规模生产汽车零部件。

  使用3D打印技术生产汽车零部件,除了成本低、效率高之外,还可以解决部分零部件稀缺的难题,如已经停产多年或极其稀有的车型,找零件很难并且价格不菲。而现在可以按照需求,使用3D打印技术生产出指定的零部件。保时捷就用这种工艺为其老款车型生产了约30个零部件。

  “3D打印技术既可以解决汽车零部件生产的精细化、标准化问题,也可以在疫情等非常状态下提供应急的制造方式,是一项值得发展的有前景的新技术。”全联车商投资管理(北京)有限公司总裁曹鹤在接受《中国汽车报》记者采访时表示。

  替代传统制造技术并不容易

  当前,很多企业已经开启了使用3D打印技术制造汽车零部件的新探索,但要大规模生产汽车零部件,几乎还没有零部件企业完全依靠3D打印方式来完成。

  3D打印技术在部分汽车零部件制造领域的应用主要涉及四个方面:即动力总成、底盘系统、内饰、外饰。在动力总成上,欧洲跑车制造商兰博基尼利用3D打印技术为其跑车制造发动机管道,可制造出复杂的几何结构。在底盘上,生产装配工具和功能测试是三维打印技术在汽车底盘系统开发和生产中的两个常见应用。兰博基尼还利用工程级热塑性塑料制造高强度汽车底盘原型,并使用高性能工程塑料定制装配工具。在外饰上,3D打印已经成为宝马研发周期中不可或缺的技术。在内饰上,3D打印可以制造仪表板、空调排气扇、方向盘、汽车操纵杆等零部件。

(责任编辑:admin)
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