在不久前,尼康 SLM Solutions 与博世汽车合作,3D 打印了一个完整的 V8 发动机缸体。
这项成果不只是一项技术演示,更重要的是它的启示意义,3D 打印已经从原型制作和研发阶段,进入到直接汽车零部件制造领域。
在这些应用过程中,3D 打印正在和传统制造工艺形成互补。
➡️ 与用户深度协作至关重要
笔者此前曾听到这样一件信息,某头部金属 3D 打印设备商为推进技术应用,派遣了一个团队常驻用户公司。这体现了在应用开发的过程中,双方深度协作的重要性。
汽车制造是一个由供应商驱动的行业。据估计,一辆成品车中约有 60% 到 80% 的零部件并非由汽车工厂直接生产,而是由为一级和二级供应商提供。
3D 打印要想真正应用于汽车生产,就不能仅仅局限于 OEM 的研发中心,而需要在整个更广泛的生态系统中扎根发展。
正因为这样,尼康 SLM Solutions 和博世的合作意义就不只是他们完成的这一项目。
博世是世界领先的一级汽车供应商,其深厚的制造专长与 SLM Solutions 的增材制造技术和应用知识相结合,将 3D 打印技术从能力开发,转化为实际生产应用所必需的合作伙伴关系。
把增材制造技术用到实际生产环境里,也不只是把机器放到工厂车间那么简单。
在材料、工艺参数、增材制造设计、软件集成还有持续的应用开发方面,双方需要密切协作。3D 打印设备商需要能够支撑所有这些方面,而不单单是提供一台机器。
➡️ 无需模具,无需铸造,3D 打印快速制造
3D 打印在汽车制造领域的优势已被业界广泛认可,V8 发动机缸体项目则把这些优势具体的体现出来。
用传统铸造工艺生产缸体,需要花费几周甚至几个月来开发和验证模具,接下来才能生产出单个零件。
设计变更需要对模具进行修改,每次迭代都会增加时间和成本。零件的几何形状也受铸造工艺可靠性的限制。
3D 打印技术则突破了这些限制。从数字文件能直接制造出复杂的几何形状,既不用模具,也没有铸造工艺那样长的周期。
对于铸造工艺无法实现或者成本太高的设计,如集成冷却通道、拓扑优化结构和集成式多组件装配,3D 打印可以直接实现。
对于高性能和赛车动力总成核心部件来说,3D 打印带来了全新的开发路子。
减轻重量是另一直接的优势。通过运用增材制造设计原理,能依据结构分析结果,把材料精准地放到该放的地方,把不需要的部分去掉,生产出来的零部件不仅比铸造更轻,且性能更好。
铂力特展示的与比亚迪合作的项目
➡️ 双方均贡献专业知识
尼康 SLM Solutions 指出,其在这类项目里担当的角色覆盖整个工作流程,包括材料开发和认证、工艺参数优化、数据准备、质量保证、应用工程支持,以及持续的服务。
对于像 V8 发动机缸体这类要求极高的项目而言,这样广泛的参与是极其重要的。
3D 打印的 V8 发动机铝合金进气歧管
要一次性生产出一个大型、几何形状复杂的铝合金部件,需要针对特定合金和几何形状调整工艺参数,需要具备增材制造设计(DfAM)方面的专业知识,以确保设计针对增材制造工艺进行了优化,还需要建立质量保证体系,在整个制造过程中验证最终产品是否符合所需的标准。
博世为该项目带来了数十年的汽车制造经验,这些经验也成为 3D 打印可重复工业化生产的必要条件。
➡️ 从演示版到量产版
V8 发动机缸体的直接 3D 打印,意味着该技术已具备解决工业问题的真正实力。
实际上,3D 打印正逐渐融入汽车生产环境,包括制造复杂几何结构来满足性能要求,同时还能实现量产规模。这一应用规模在几年前还被认为是不可能做到的。
对于正在考虑将 3D 打印纳入生产战略里的汽车制造商来说,这个项目传达的信息很清楚:技术已经成熟,采用 3D 打印可以直接将设计变成成品,不用铸造、不用模具,也不用传统制造工艺那样的长周期。
注:本文由 3D 打印技术参考创作。# 汽车 #3D 打印 # 博世 # 发动机


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