其他方式登錄
掃一掃微信咨詢
010-53652212
(工作日)
152 0110 5575
152 1011 0562
(周末)
QQ咨詢

3D打印要如何迎接挑戰(zhàn)以適合汽車行業(yè)生產(chǎn)的需求?

為了給電動汽車減重,通用汽車正在采用歐特克(Autodesk)的創(chuàng)成式設(shè)計軟件對車內(nèi)零部件進行優(yōu)化設(shè)計,而這一次來自底特律的通用汽車動真格了,他們計劃在大約一年內(nèi)在車內(nèi)安裝這些零件,也就是說通用汽車要將3D打印運用到制造領(lǐng)域。



那么通用汽車是如何看待3D打印技術(shù)與汽車零件生產(chǎn)的結(jié)合度呢?為此,通用汽車公司的全球研發(fā)主管AnilSachdev博士探討了汽車行業(yè)在增材制造(AM)方面面臨的挑戰(zhàn),以及需要改變的地方,以便成為主流技術(shù)。


死胡同,量變的挑戰(zhàn)

?

談到汽車行業(yè),3D打印目前仍然主要局限在原型和小批量零件的應用領(lǐng)域,但我們想改變這一點,那么要將3D打印尤其是粉末床金屬熔融技術(shù)納入到汽車領(lǐng)域的大批量生產(chǎn),使其成為適合汽車生產(chǎn)的經(jīng)濟可行的技術(shù),面臨的挑戰(zhàn)有哪些呢?


汽車行業(yè)需要利用增材制造的具體優(yōu)勢來提升產(chǎn)品設(shè)計,但是當談到用于經(jīng)濟性的生產(chǎn),以便將產(chǎn)量從小批量的十幾個增加到至少每年100萬個。在我們能夠打破這個百萬產(chǎn)能障礙之前,3D打印對于進入到汽車的生產(chǎn)線方面將一直處于死胡同。


五個障礙

?

在產(chǎn)量之路上,現(xiàn)實和目標之間存在五個主要障礙:


機器尺寸:由于大多數(shù)粉末床金屬3D打印設(shè)備都有明顯的加工尺寸限制,當前普遍限制在400毫米,或者在600毫米,因此我們可以一次性整體創(chuàng)建的部件只有少數(shù)幾個。即便對于小型部件來說,機器尺寸仍然限制了產(chǎn)能,就拿一次性創(chuàng)造五到十個零件來說–這與一百萬個零件產(chǎn)能的需求還是存在非常大的挑戰(zhàn)。而這僅僅是小型零件的加工,對于非常大的鑄件和沖壓件的距離,還有很長的路要走。


準確性:粉末床金屬3D打印設(shè)備的成本已經(jīng)很高了,即便如此還需要考慮需要增加后期處理的人力和費用,這使得該技術(shù)的價格太貴了。直到增材制造能夠以最小的后處理需求來創(chuàng)建精確的零件,目前對于大規(guī)模汽車生產(chǎn)而言,經(jīng)濟上是否可行是非常關(guān)鍵的考量因素。



材料:大多數(shù)3D打印材料目前主要適用于醫(yī)療和航空航天工業(yè),而這兩個領(lǐng)域的產(chǎn)品生命周期特點以及成本結(jié)構(gòu)是可以接納3D打印技術(shù)的,尤其對于那些昂貴的加工材料來說。


目前汽車領(lǐng)域可用的合金通常是用于鑄造或鍛造產(chǎn)品的合金,而對于3D打印來說,合金的開發(fā)則需要考慮增材制造工藝中經(jīng)歷的快速加熱和冷卻速率因素。


效率:目前增材制造對于汽車生產(chǎn)來說太慢了,考慮到與相互競爭的其他制造方法相比,沖壓機每六秒鐘可生產(chǎn)一個零件,而粉末床金屬熔融技術(shù)則需要幾個小時才能生產(chǎn)一批小零件。


成本:作為高產(chǎn)量和面向消費者的行業(yè),成本是汽車行業(yè)的主要因素。例如,鑄造工藝,雖然增材制造可以將許多零件組合在一起一次完成,但鑄造幾乎可以便宜兩個數(shù)量級。增材制造將不得不與過去50年來經(jīng)過不斷優(yōu)化的流程相競爭,并提供額外的價值以取代它們。


標準與合作

?

所有這些問題都不能由單一實體來解決–甚至單獨一個部門都無法解決。盡管機器制造商正在努力滿足規(guī)模和生產(chǎn)能力的要求,但作為汽車生產(chǎn)商也必須主動探索,目前通用汽車正在關(guān)注材料開發(fā)和工藝。例如,通用汽車正在研究金屬粉末的開發(fā)和處理作為與產(chǎn)能相關(guān)的函數(shù),利用先進的建模技術(shù)可以幫助解決希望克服增材制造目前的障礙。



當然汽車行業(yè)對于標準的需求是粉末床金屬熔融技術(shù)所面臨的另外一個挑戰(zhàn),隨著針對增材制造的標準開始浮出水面。這些標準本身還需要獲得在整個行業(yè)中集體發(fā)展,因為拿通用汽車來說,每年需要數(shù)以億計的部件,每個機器制造商都有其獨特的粉末是不可持續(xù)的–汽車行業(yè)的純量要求不允許這樣做。而更何況粉末標準僅僅是冰山一角,3D打印行業(yè)的廠家需要協(xié)調(diào)起來站在行業(yè)發(fā)展的角度看待如何可以共同支持增材制造的發(fā)展,并打破所有重要的障礙。


來源:南極熊