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3D打印汽车零件靠谱吗?

阅读 186 发布时间:2019-07-12 15:52

3D 打印其实早已不是什么新鲜事物了,但在汽车零部件领域一直没能大规模应用,除了一些高端赛车,平民车上几乎很少能够看到 3D 打印的零件。一方面是技术不够成熟,另一方面比如赛车等产能不大的稀有车型运用 3D 打印效率更高,成本更低。原因很简单,现代产品讲究 “规模效应”,达不到量别说赚钱,产线成本未必能收回,3D 打印就比较适合一些小批量、定制化的生产。

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虽然 3D 打印普及还有待时日,但各家车企对这一技术的重视性已经可见一斑了。比如,宝马集团在3D打印应用领域有着超过 25 年的历史。在2010到2018年的十年中,他们已经利用该技术生产了超过一百万个汽车零部件。随着3D打印技术的成熟,宝马公司仅在2018年3D打印的零部件就超过20万个,相比2017年增加42%;福特汽车(Ford)也是一家与3D打印行业合作紧密的汽车制造商,2019年北美国际汽车展上亮相的 Shelby Mustang GT500 便搭载了两个 3D 打印制动部件,中规版的 F-150 Raptor 也有一个 3D 打印内饰件。

另一个比较巨头的玩家就是大众集团,大众在沃尔夫斯堡开设了一个 3D 打印中心,专注研究 3D 打印技术在汽车方面的应用。2018年底,大众集团旗下品牌布加迪推出了世界首个由 3D 打印生产的八活塞卡钳,该卡钳由钛金属打造,重 6。4 磅,约合 3 公斤,是 3D 打印制造的最大钛部件。

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尽管如此,这个卡钳依旧比布加迪 Chiron 使用的常规制造的卡钳轻 5 磅左右,约2。3 公斤。轻量化对于一台超跑有多么重要,这都是众所周知的。不为人知的是,制造这个卡钳其实并没有大家想象中的“打印”那么容易,它首先需要由 2213 层钛金属粉末熔融,从立体光刻到激光烧结,整个过程需要45个小时。接下来,技术人员会清理掉表面残留的粉末,放在1292华氏度(约 700 摄氏度)的炉中烘烤。最后是机械加工,并进行物理和化学上的处理。最终 “又帅又硬” 的钛金属卡钳出现在了我们的面前。

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为了早日用到车上,严苛的测试肯定是必要的,毕竟布加迪的动力性能对制动要求极高。

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跑得快,必须刹得住。直接上架子模拟刹车的过程,模拟刹车片从 0 一直加速到 370km/h 的速度,卡钳开始工作,这个时候刹车片温度疾速上升,变成了橘黄色,表面温度达到了四百多摄氏度。此时卡钳没有因为刹车片热衰减而失效。

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通过反复的测试,甚至模拟刹车片已经开始部分着火熔化,最高温度达到了上千摄氏度,这块钛金属卡钳依然稳若泰山,将刹车片减速下来,完好无损地经受住了严酷考验。

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再有,征战派克峰的电动赛车大众 ID.R 就使用了大量 3D 打印的零部件;

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还有,大众Type 20概念车的核心元素:橙色轮毂、两侧后视镜支架、方向盘和其他组件就是用3D打印的。这些产品是由人工智能在Generative Design过程中所创造的。

人工智能的优势在于能够快速了解工程师在设计过程中优先考虑的东西——结构强度、易于生产和轻量化设计等等,而且可以通过迭代升级来满足这些标准。但是,它设计的复杂结构是传统方法难以加工的。然而,3D打印是无视结构难度的,对于复杂的产品也一样能够快速的打印出来。所以,对于人工智能设计,3D打印制造是一个非常好的搭档。

又比如奥迪 lunar quattro 月球车的车轮:虽然开发过程中为了增加稳定性而增大了轮胎尺寸,但通过3D打印以及轻量化材料的应用,这款月球车的车身重量从38kg降低至30kg,也就是66磅。


 

在一些老车修复过程中,部分稀缺零部件因为时间和产量的关系很难找到,这个时候 3D 打印就可以派上用场了,像经典老车保时捷 959 的离合器释放杆现在只能用 3D 打印生产了,3D打印技术可以非常逼真地去还原老部件,做到一模一样。

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近日,米其林与通用汽车(GM)在蒙特利尔Movin'On峰会上推出了一款代表新一代无气轮技术的3D打印原型轮胎。轮胎的名称Uptis代表“独特的防刺穿轮胎系统”,专门为乘用车创造。这款新轮胎不单只是适合那些厌烦修复穿孔轮胎的人,米其林还表明,由于制作过程中使用的原材料很少,并且这些原材料都是环保的,所以这款轮胎百分百可持续。目前,预计每一年都会有2.9亿个传统轮胎因为不规则磨损等损坏被丢掉,因为Uptis没有空气特性,轮胎比传统轮胎更坚固,这一点也意味着因磨损而被丢弃的轮胎会越来越少。

3D 打印在汽车零部件方面的应用还有很多,当技术足够成熟的时候,它能够有效地降低零部件的生产成本,实现随心所欲的定制化。最终它肯定也不会只是高端车型的宠儿,而是成为普惠于民、真正意义上的黑科技。

不仅是汽车零件,3D打印在整车制造上也很优秀!据初创公司X Electrical Vehicle Limited(XEV)消息,其3D打印电动车LSEV将于今年正式上市,新车或率先在欧洲和亚洲市场推出,起售价约为1万美元,最大续航里程约150km。该款车型除了底盘,座椅和玻璃组件等,其他主要零部件均采用了3D打印技术制作,目前XEV公司已与上海的一家新材料研发商——Polymaker开展合作,增强其材料性能并提升车辆的灵活性与稳定性。常规车辆的零部件数量通常在2000个左右,而LSEV的零部件数量只有40-60个,且根据安全性评估,这类3D打印车辆的强度是常规车辆的4-5倍。若采用3D打印技术制造车辆,可将生产周期缩短四分之三,成本也能降低90%。LSEV采用C2M的制造模式,这意味着客户可以直接联系工厂订购车辆,且3D打印技术也让车辆设计更加灵活,更能符合定制化的需求。据XEV表示,目前已经接到了近7000辆的订单,根据计划会在2019年开始向欧洲和亚洲的客户交付LSEV,这无疑是3D打印在汽车行业的又一次重大突破! 

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看了以上这些资讯,您觉得3D打印汽车零件靠谱吗?印梦园可以很负责任的告诉您,把心放到肚子里!

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