3D打印魅力主流车企入怀贯穿汽车生产全周期

2021-07-26 08:43:33

自3D打印技术越来越为大众所熟知,3D打印房屋、3D打印器官等操作均不再罕见,3D打印技术在汽车行业的应用也愈发普遍。近日,据外媒报道,戴姆勒公司将与合作伙伴Omniplus携手创建移动式3D打印中心,用以分散生产一系列汽车零部件。移动式的3D打印中心让原本需集中在专门工厂进行的汽车零部件生产,如今在集装箱内便能轻松实现。

♦ 3D打印技术贯穿汽车生产全周期

“目前,3D打印技术在工业、生物医疗以及文化创意等领域应用普遍,技术上已经成熟。”中国3D打印技术产业联盟理事长罗军对记者介绍到。由于灵活性高、工序精简等特点,3D打印技术在汽车行业应用同样广泛,可谓是贯穿了汽车从设计研发到批量生产的各个阶段。

罗军表示,此前3D打印技术多集中于汽车内燃机缸体等复杂产品的开模方面,通过砂模、蜡模、注塑等工艺的优化,使模具的开发变得更加方便快捷。随着技术的不断成熟,3D打印技术在汽车上的应用并未止步于模具开发阶段,越来越多的车企开始在复杂零部件的直接制造方面大量应用3D打印技术。

早在1991年,宝马便开始致力于将3D打印零部件纳入其概念车的研发体系之中。2021年,宝马又开始采用塑料和金属为基础的工艺技术,用于生产汽车所需的各种零部件。大众旗下豪华汽车品牌布加迪此前更是推出全球最大的3D打印钛零件,之后推出的混合动力功能组件同样由3D打印的钛和盘绕碳制成。今年3月,福特更是宣布与惠普合作,将废弃3D打印粉末和零部件转变为注塑成型的汽车零部件,做到汽车耐用性与环保兼得。

除了在汽车零部件制造领域的应用,3D打印技术同样满足了车企及消费者在汽车内外饰及定制化部件等方面的个性化需求。以宝马MINI为例,在3D打印技术的支持下,宝马MINI的车主可通过专用的在线配置程序设计专属内外饰配件,包括3D打印的仪表盘、侧面指示灯等。丰田此前则利用3D打印技术进行汽车座椅的设计,不仅能够大幅度降低座椅重量,独特的设计结构还使得座椅舒适度有所提升。

不可忽略的是,随着新能源汽车的快速发展,3D打印技术在汽车领域的应用场景得到进一步扩展。在罗军看来,新能源汽车更新迭代的速度之快是传统燃油汽车无法比拟的。而3D打印技术所具有的快速成型、易操作等特性恰恰能够满足新能源汽车的产品开发步伐。此前便有工程公司发现,特斯拉在Model Y上采用了3D打印替换有缺陷的成型零件。3dpbm发布的一份汽车行业3D打印报告显示,预计2030年3D打印用于汽车零部件生产的收入将高达203.5亿美元,其中25%均与电动汽车零部件生产相关,可见3D打印技术在新能源汽车领域应用之广。

♦ 汽车上的3D打印,未来可期

3D打印究竟有何魅力,能够吸引诸多车企纷纷拥其入怀?罗军告诉记者,各大汽车厂家选择3D打印技术主要有三方面的考量。一是传统汽车复杂零部件制造工艺需要3D打印技术的加持方能实现优化。其次,3D打印技术可以有效解决新能源汽车产业发展中的研发费用高与研发周期短之间的矛盾。最后,随着消费者个性化需求的增加,3D打印技术更能满足消费者需求。

相较于传统零部件生产而言,3D打印技术可以帮助车企实现小批量定制和生产的自动化,并能够完成更为复杂的零部件制造。此外,3D打印机可实现全天候工作,打印零件也可随时做出调整,使得整个汽车制造过程更加高效、灵活。

传统模式下的汽车制造需要在专门工厂中进行大批量生产,无论是雇佣生产线工人还是前期零部件制作,均会带来大量的人力成本和试错成本。而3D打印技术应用则将会大大降低汽车制造过程中的成本。以戴姆勒的移动式3D打印中心为例,设置在集装箱内的打印中心可通过卡车运至任何指定地点,只需接入电力和互联网,即可实现现场运行。在戴姆勒客车客户服务与零件负责人Bernd Mack看来,这不仅减少了零部件的仓储和运输成本,更能实现零部件生产本地化,快速灵活地响应客户要求。

作为汽车工业由传统加工向数字制造转型的重要工具,3D打印技术可谓是将小批量、生产便利等优势发挥得淋漓尽致。罗军表示,在追求个性的年轻消费群体占据汽车市场的当下,3D打印技术在个性化产品的直接研发制造上将会大有所为。

梦想是丰满的,现实则还略显骨感。尽管3D打印技术在汽车领域已得到较广应用,但离大规模量产仍有差距,可以说3D打印仅仅改进了部分生产工艺,但占有率较低。“目前困扰汽车行业3D打印技术发展的主要还是三个方面,成本过高、功能性材料太少、技术工艺尚不完善。仍需投入更多时间和精力,攻克这些难关。”罗军说。

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