【论坛课堂】3D打印技术在汽车产业的应用.pdf

【微课堂】3D 打印技术在汽车产业的应用 随着“工业4.0 概念”的不断抛出，3D 打印作为该革命技术支持的核心之一，近年再 次被推到市场的“火山口”，已经运用于多个行业。而身处制造业骄子地位的汽车及零部件 制造则是3D 打印技术重点推广领域。 而3D打印在汽车产业目前的研发和应用状况如何？目前最大的技术瓶颈是什么？未来 将呈现何种形式？等问题也备受行业热议和探讨。针对此，3 月11 日晚，盖世汽车网特组 建“3D 打印微课堂”（以微信为主体的专业群交流模式），邀请行业资深专家华曙高科董 事长许小曙博士开堂授课、与此同时，广汽、东风、上汽、福特、比亚迪、江铃、长城等整 车企业、大陆、采埃孚、德尔福等零部件供应商及上海增材制造协会、Stratasys、Autodesk 等3D 打印相关行业共343 位人士针对3D 打印技术发展问题在群内展开热烈探讨。会后我们 将焦点内容梳理与补充，与业内共飨！ 3D 打印是什么？ 在讨论3D 打印汽车之前，先普及下3D 打印概念：3D 打印是快速成型技术的一种，又 称增材制造技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通 过逐层打印的方式来构造物体的技术。与普通打印机相比，3D 打印机的“墨水”为原材料， 通过若干层材料的堆叠达到立体效果。有许多人将这一过程比喻为搭积木，的确有几分相似。 而提及3D 打印，不免有人将其与号称“当今机械加工和机械制造领域的经典之作”的 CNC 技术相比较，盖世微课堂探讨中，许小曙博士指出，这是两种不同的技术，3D 打印是增 材制造，是用增加相应的材料来成型工件的。而CNC 是减材制造，是用去除多余的材料来成 型工件。这两者也各有各的优势，CNC 的加工精度会高于3D 打印，而3D 打印能够制造的零 件的复杂程度要远高于CNC。3D 打印是传统加工方式的一种重要补充，它的主要功能不是替 代而是补充，因此，3D 打印和CNC 结合是一种非常好的形式。 3D 打印技术优点在于可以为复杂结构金属零部件免去开发开模环节，缩短新品开发周 期，节省出更多的人力、财力和时间。此外，3D 打印技术可使金属零部件的力学性能和精 度达到锻造件的指标，保证汽车零部件对于精度和强度的要求。 3D 打印不断升级 然仍不适合大批量生产 看过007 系列最新电影《大破天幕杀机Skyfall》的观众，一定会对其中那辆1960 年 的阿斯顿·马丁DB5 汽车被炸成碎片的情节唏嘘不已。实际上，那部付之一炬的豪车就是由 3D 打印技术制作的。 事实上，3D 打印并不是一个新概念，已经有近三十年的历史，不过3D 打印汽车的出现 离我们并不遥远。2013 年上半年，一台名为Urbee 2 的小车诞生了，而其前身Urbee 早在 2010 年就推出了，只不过当时由于各种问题只停留在了概念阶段。Urbee 2 包含了超过50 个3D 打印组件，但这相较传统制造工艺显得十分精简。车辆除了底盘、动力系统和电子设 备等，超过50%的部分都是由ABS 塑料打印而来。据悉，生产Urbee 2 需要花费2500 小时， 换算一下就是没日没夜也需要超过100 天才能打印这样一辆车。 2014 年，Local Motors 公司推出了升级版的3D 打印车Strati （斯特拉迪），此车的 进步之处首先在于它的底盘部分也采用了3D 打印技术制造，其次它的打印时间仅为44 个小 时。如果加上组装时间，最新的数据表明只需要三天就能造出Strati。从超过100 天到3 天，效率的飞速提升预示着3D 打印汽车的未来发展不可预估。 而就在日前，德国独立汽车设计公司EDAG 在2015 年的日内瓦车展上带来一款3D 打印 概念车LightCocoon，新车外壳每平方米仅重19 克，是一张A4 纸的四分之一。 尽管3D 打印车在不断的兴起和升级，在盖世微课堂中，许博士很实际的指出，“3D 打印技术应用在汽车领域尚不是其强项，因汽车是一个大批量生产的产品，而3D 打印目前 更适合于个性化产品和小批量产品的生产。” 3D 打印在汽车中的应用图解 目前3D 打印技术有七种基本类型，分别为材料熔融挤出FDM、粘合剂喷射3DP，材料 微滴喷射、粉材平铺融化、直接能量沉积LENS、薄材叠加LOM、光敏树脂平铺SLA。其中， FDM、粉材平铺融化以及SLA 已经使用在汽车工业制造上了。许博士表示，目前应用主要有 五大方面：1、用于设计；2、结构复杂零件的直接制作；3、汽车上的轻量化结构零件的