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3D打印能否替代传统零部件制造技术(2)

  3D打印是否意味着可以替代传统制造方式?零部件企业的危机是否来临?其实,这需要客观分析。有人曾表示,当3D打印成本越来越低、技术越来越成熟时,整车生产企业不再需要零部件企业大批量供货,而是需要研发设计服务、依靠3D打印制造即可,大量一线生产工人会被3D打印机替代。假如一旦3D打印技术可以大规模生产大多数零部件,那么对传统零部件企业将构成极大威胁与挑战。

  业界人士认为,3D打印制造汽车零部件方式,既有优势,也劣势。其主要优势包括:

  一是设计空间几乎无限。传统制造技术的零部件产品形状有限,零部件制造能力受制于所使用的工具。如传统的车床只能制造一定形状的零部件,制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限,开辟巨大的设计空间,甚至可以制造依靠传统方式难以制造的零部件。

  二是不再需要大量的技术人员。传统制造的技术人员,需要多年经验积累,才能精确掌握所需要的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求,非技能制造开辟了新的商业模式,并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的零部件制造方式。

  三是材料多样组合。对传统制造方式而言,将不同原材料结合成单一零部件产品是困难的事,多材料3D打印技术可以将不同原材料融合在一起,具有独特的属性或功能。

  四是减少废弃副产品。与传统的金属制造技术相比,3D打印机制造金属零部件时产生较少的副产品。传统金属加工方式生产零部件的浪费量惊人,3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步,“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。

  五是便携式制造。与传统制造机器相比,3D打印机设备可以自由移动,可以打印制造比自身还要大的物品。

  同时,3D打印方式的缺点也很明显。首先是材料种类的限制。3D打印机对可以使用的材料有很多要求,如颗粒精细度、粘合度,适宜的湿度、温度等,且很多材料价格也偏高。其次是成本较高,可用于工业制造的3D打印机不仅本身成本高,所使用的材料价格也较高,算下来没有成本优势。第三是知识产权问题。随着近年来全世界对产权和知识产权保护的加强,3D打印零部件或许会侵犯发明者的合法权益。

  事实上,虽然3D打印技术已成功地将部分传统复杂的零部件生产工艺简单化,将材料领域的疑难问题程序化,拥有诸多优势,但扩展3D打印技术的应用还存在一些问题。受技术装备、新型材料、设计软件、质量安全和公共环境等制约和影响,当前仅适用于少批量、小尺寸、高精度、造型复杂的部分零部件的加工制造,还难以代替传统制造业大规模、大批量的加工制造优势。

  “3D打印在一定程度为零部件制造增加了一种新技术,指望其完全替代传统制造方式是不合乎逻辑,也不现实的。”中国汽车工业协会顾问杜芳慈向《中国汽车报》记者表示,汽车零部件制造有精冲、铸造、锻造、轧制和车铣刨等多种加工方式,3D打印方式显然难以完全替代,只能在部分领域发挥其特长,对零部件制造而言,各种方式扬长避短、互相补充更重要。

  的确,3D打印技术在汽车零部件制造上仅用于新产品或关键零部件样机原型原理、可行性方面的验证,在需要验证零部件强度、刚性等物理特性方面应用不多。当前,3D打印技术取代传统铸造、锻造技术进行汽车零部件的大批量、规模化生产还不现实。只有将3D打印技术的个性化、复杂化、高难度的特点与传统制造业的规模化、批量化、精细化相结合,与制造技术、信息技术、材料技术相结合,才能不断推动3D打印技术在汽车零部件产业的创新发展。

  国内企业应赶超国际先进企业

  3D打印技术发展速度很快,在汽车零部件制造业的应用也越来越广泛。

  当前,在国内汽车零部件中,汽车空调、仪表操控台、空调散热片、压缩机端盖、门护板、中冷管、高压电气盒等零部件,已经出现了3D打印制造的产品。此外,萨普汽车已经用3D打印技术制造并交付使用了总成、外饰、金属夹检具等零配件,天津德辉等企业使用3D打印技术制造了袖珍手提板、汽车空调模型、生产工具等产品。

  时至今日,国内汽车零部件制造企业数量庞大,但整体水平不高,呈现出“大而不强”的现状,使用3D打印技术并不普遍。国内的工业级3D打印制造设备与国外先进水平相比还存在一定差距,大多数设备精密程度、可靠耐用性、耗材供应等方面均有不足,高端设备与耗材均需进口。同时,国内部分工业级3D打印机设备的激光头等关键器件需进口,而且,国内打印耗材的材料质量和品种上还远不如欧美,很多材料尚需进口。

(责任编辑:admin)
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