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3D資訊
首頁 > 資訊中心青島3D打印正在顛覆傳統(tǒng)汽車制造
發(fā)布時間：2022-05-17
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據(jù)工業(yè)3D打印咨詢公司AMPOWER最近發(fā)表布的報告預(yù)測，環(huán)球增材制造市場到2026年的年增長率將達(dá)18.2%，規(guī)模將超過1,375億元人民幣。在汽車增材制造領(lǐng)域，F(xiàn)ORMNEXT+PM SOUTH CHINA展會一直在為展商提供優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)聯(lián)系服務(wù)，幫助其建立強(qiáng)大的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。
今天和大家分享：汽車+3D打印
在車輛的設(shè)計研發(fā)階段，若只考慮尺寸與裝配驗證，那么車上幾乎絕大多數(shù)的非精密零部件目前都可以通過3D打印技術(shù)制造，并滿足驗證的要求；但若要實現(xiàn)功能性驗證，甚至要脫離研發(fā)階段，去實現(xiàn)最終使用乃至量產(chǎn)，那么可使用3D打印制造并替換的零件種類數(shù)量就會減少，因為要選擇出合適的3D打印材料和工藝，并匹配零件的實際工況要求，這往往需要汽車與3D從業(yè)雙方積極的探索和溝通，并投入時間與精力為之攻關(guān)，這也是新技術(shù)應(yīng)用最難的部分。不過今天我們也確實看到了一個又一個新應(yīng)用的出現(xiàn)，3D打印與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也越來越多、越來越熱烈。
一輛汽車可以簡單的分為發(fā)動機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備這幾大部分，也可以再細(xì)分為更多的子系統(tǒng)，通常一輛車上的零件數(shù)量達(dá)到1-2萬個，按照材料類型可粗分為金屬與非金屬2大類，其中金屬零件占大多數(shù)，用于發(fā)動機(jī)、變速箱、車身、車架、懸架、底盤和電子設(shè)備上，而非金屬材料則主要用于車輛的內(nèi)飾、外飾、密封件、輪胎等部位。
3D打印發(fā)展至今不過三十幾年，材料種類還在不斷豐富、生產(chǎn)成本也在不斷降低、工藝逐步走向成熟，另外，汽車與3D打印從業(yè)者雙方都在積極的相向而行，汽車行業(yè)內(nèi)大規(guī)模普及使用3D打印技術(shù)的一天很快就會到來。隨著2022年招展工作開展，短短數(shù)月內(nèi)已獲得眾多的增材制造企業(yè)確認(rèn)參展，本期非金屬題材汽車增材制造領(lǐng)域的代表展商有：贏創(chuàng)、巴斯夫、Anisoprint、盈普、遠(yuǎn)鑄、思看、Materialise。這些領(lǐng)軍品牌及企業(yè)將于三天展會期間展示他們嶄新的產(chǎn)品和解決方案。
Anisoprint：展位號 B22
Anisoprint獨(dú)創(chuàng)CFC復(fù)合纖維共擠技術(shù)——經(jīng)過預(yù)浸潤的連續(xù)纖維在擠出前，會在同一個熔融腔內(nèi)與少量的基底材料進(jìn)行加熱復(fù)合，經(jīng)過共同擠出的連續(xù)纖維復(fù)合材料則可以靈活又緊密地與熔點(diǎn)300℃以下的塑料打印層相結(jié)合；同時賦予其極高的強(qiáng)度支撐，在輕量化和強(qiáng)度上達(dá)到最優(yōu)配比。同時，使用熱固性基底材料可廣泛應(yīng)用于汽車部件。
如圖所示，由Auru軟件切片系統(tǒng)設(shè)計出的剎車踏板和搖桿零部件，為高端跑車和超性能賽車提供了傳統(tǒng)部件替代品——相比于傳統(tǒng)CNC技術(shù)得到的單一結(jié)構(gòu)部件大大節(jié)約了時間，且實驗顯示減輕近60%的重量。同時，軟件的開源意味可以打印出大多數(shù)CNC技術(shù)無法實現(xiàn)的形狀。
Materialise：展位號 C68
在3D打印軟件和服務(wù)領(lǐng)域，來自比利時的Materialise則是全球無可爭議的領(lǐng)軍者，它擁有業(yè)界最大的軟件開發(fā)團(tuán)隊與全球頂級的3D打印工廠。全球多家知名汽車公司、航空制造公司以及電子消費(fèi)品公司都是其客戶。Materialise全球員工超2000人，是比利時全國最大的企業(yè)之一。
一個經(jīng)典的案例，豐田與matereialise共同發(fā)起了一個項目，重制汽車座椅，減輕其重量并確保其具有最佳的散熱性，只為增強(qiáng)汽車座椅的舒適性與安全性。經(jīng)過優(yōu)化后，項目團(tuán)隊能夠使汽車座椅的體積降低高達(dá)72％，質(zhì)量減少了高達(dá)18公斤。
沃爾沃根特工廠與Materialise 合作，對一款裝配汽車標(biāo)志用的夾具進(jìn)行了設(shè)計創(chuàng)新，新夾具采用3D打印零件與現(xiàn)成零件相結(jié)合的制造方式。這種設(shè)計方式，更易于滿足汽車生產(chǎn)線對夾具的個性化需求。
巴斯夫Forward AM：展位號 C58
巴斯夫生產(chǎn)出用于汽車內(nèi)飾的熱塑性聚氨酯 (TPU) 粉末，F(xiàn)orward AM 的 Ultrasint® 產(chǎn)品組合中的 TPU 粉末已經(jīng)完美地適應(yīng)了使用增材制造工藝Multi Jet Fusion (MJF) 和選擇性激光燒結(jié) (SLS) 創(chuàng)建各種創(chuàng)新設(shè)計模式：
Ultrasint® TPU01 是專為 Hewlett Packard (HP) 5200 系列 Multi Jet Fusion 打印機(jī)設(shè)計的多用途 TPU 粉末。Ultrasint®TPU01 提供強(qiáng)大、靈活和耐用的零件性能，以及出色的表面質(zhì)量和細(xì)節(jié)水平。該材料極易打印，具有極高的工藝穩(wěn)定性，是 3D 打印市場中柔性材料產(chǎn)量最高的材料之一。這些獨(dú)特的特性使其非常適合使用 HP Multi Jet Fusion 打印機(jī)對晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行批量生產(chǎn)。
Ultrasint®TPU 88A是一種多用途材料，可用于激光燒結(jié)。采用這種材料生產(chǎn)的零件可提供高減震作用或優(yōu)異的回彈性能，以及良好的抗疲勞性能。Ultrasint®TPU 88A顯示出平衡的性能特征，具有良好的靈活性，且可實現(xiàn)完全自由設(shè)計以及較高的細(xì)致程度和表面質(zhì)量。它同時具有高PBF機(jī)器易用性和高工藝穩(wěn)定性，提供了80%的可重復(fù)使用率。
思看：展位號 C22
與電腦裁膜的前提是獲取車型的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)不同的是，思看生產(chǎn)的手持式3D掃描儀憑借其高效精準(zhǔn)、靈活便攜的優(yōu)勢，恰好能夠解決這一痛點(diǎn)。高效且可批量化的數(shù)據(jù)獲取，有助于車衣廠商搭建豐富的車型數(shù)據(jù)庫，源源不斷地滿足不同車型車衣的定制需求。
首先使用KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀掃描獲取車身完整三維數(shù)據(jù)；通過配套三維軟件處理生成車輛3D模型，繼而對模型進(jìn)行后處理、曲面展開、制作車膜版形圖；根據(jù)版形圖進(jìn)行電腦裁膜；最后進(jìn)行整車裝貼。KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀輕巧便攜，高效靈活，可隨時開掃，應(yīng)對各類掃描現(xiàn)場；非接觸式測量，簡單易上手的操作， 0.010 mm的最高分辨率，保證了KSCAN-Magic 能夠輕松獲取車身曲面完整數(shù)據(jù)，且邊緣細(xì)節(jié)完整，為后續(xù)車衣的完美貼合度提供精準(zhǔn)數(shù)
今天和大家分享：汽車+3D打印
在車輛的設(shè)計研發(fā)階段，若只考慮尺寸與裝配驗證，那么車上幾乎絕大多數(shù)的非精密零部件目前都可以通過3D打印技術(shù)制造，并滿足驗證的要求；但若要實現(xiàn)功能性驗證，甚至要脫離研發(fā)階段，去實現(xiàn)最終使用乃至量產(chǎn)，那么可使用3D打印制造并替換的零件種類數(shù)量就會減少，因為要選擇出合適的3D打印材料和工藝，并匹配零件的實際工況要求，這往往需要汽車與3D從業(yè)雙方積極的探索和溝通，并投入時間與精力為之攻關(guān)，這也是新技術(shù)應(yīng)用最難的部分。不過今天我們也確實看到了一個又一個新應(yīng)用的出現(xiàn)，3D打印與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也越來越多、越來越熱烈。
一輛汽車可以簡單的分為發(fā)動機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備這幾大部分，也可以再細(xì)分為更多的子系統(tǒng)，通常一輛車上的零件數(shù)量達(dá)到1-2萬個，按照材料類型可粗分為金屬與非金屬2大類，其中金屬零件占大多數(shù)，用于發(fā)動機(jī)、變速箱、車身、車架、懸架、底盤和電子設(shè)備上，而非金屬材料則主要用于車輛的內(nèi)飾、外飾、密封件、輪胎等部位。
3D打印發(fā)展至今不過三十幾年，材料種類還在不斷豐富、生產(chǎn)成本也在不斷降低、工藝逐步走向成熟，另外，汽車與3D打印從業(yè)者雙方都在積極的相向而行，汽車行業(yè)內(nèi)大規(guī)模普及使用3D打印技術(shù)的一天很快就會到來。隨著2022年招展工作開展，短短數(shù)月內(nèi)已獲得眾多的增材制造企業(yè)確認(rèn)參展，本期非金屬題材汽車增材制造領(lǐng)域的代表展商有：贏創(chuàng)、巴斯夫、Anisoprint、盈普、遠(yuǎn)鑄、思看、Materialise。這些領(lǐng)軍品牌及企業(yè)將于三天展會期間展示他們嶄新的產(chǎn)品和解決方案。
Anisoprint：展位號 B22
Anisoprint獨(dú)創(chuàng)CFC復(fù)合纖維共擠技術(shù)——經(jīng)過預(yù)浸潤的連續(xù)纖維在擠出前，會在同一個熔融腔內(nèi)與少量的基底材料進(jìn)行加熱復(fù)合，經(jīng)過共同擠出的連續(xù)纖維復(fù)合材料則可以靈活又緊密地與熔點(diǎn)300℃以下的塑料打印層相結(jié)合；同時賦予其極高的強(qiáng)度支撐，在輕量化和強(qiáng)度上達(dá)到最優(yōu)配比。同時，使用熱固性基底材料可廣泛應(yīng)用于汽車部件。
如圖所示，由Auru軟件切片系統(tǒng)設(shè)計出的剎車踏板和搖桿零部件，為高端跑車和超性能賽車提供了傳統(tǒng)部件替代品——相比于傳統(tǒng)CNC技術(shù)得到的單一結(jié)構(gòu)部件大大節(jié)約了時間，且實驗顯示減輕近60%的重量。同時，軟件的開源意味可以打印出大多數(shù)CNC技術(shù)無法實現(xiàn)的形狀。
Materialise：展位號 C68
在3D打印軟件和服務(wù)領(lǐng)域，來自比利時的Materialise則是全球無可爭議的領(lǐng)軍者，它擁有業(yè)界最大的軟件開發(fā)團(tuán)隊與全球頂級的3D打印工廠。全球多家知名汽車公司、航空制造公司以及電子消費(fèi)品公司都是其客戶。Materialise全球員工超2000人，是比利時全國最大的企業(yè)之一。
一個經(jīng)典的案例，豐田與matereialise共同發(fā)起了一個項目，重制汽車座椅，減輕其重量并確保其具有最佳的散熱性，只為增強(qiáng)汽車座椅的舒適性與安全性。經(jīng)過優(yōu)化后，項目團(tuán)隊能夠使汽車座椅的體積降低高達(dá)72％，質(zhì)量減少了高達(dá)18公斤。
沃爾沃根特工廠與Materialise 合作，對一款裝配汽車標(biāo)志用的夾具進(jìn)行了設(shè)計創(chuàng)新，新夾具采用3D打印零件與現(xiàn)成零件相結(jié)合的制造方式。這種設(shè)計方式，更易于滿足汽車生產(chǎn)線對夾具的個性化需求。
巴斯夫Forward AM：展位號 C58
巴斯夫生產(chǎn)出用于汽車內(nèi)飾的熱塑性聚氨酯 (TPU) 粉末，F(xiàn)orward AM 的 Ultrasint® 產(chǎn)品組合中的 TPU 粉末已經(jīng)完美地適應(yīng)了使用增材制造工藝Multi Jet Fusion (MJF) 和選擇性激光燒結(jié) (SLS) 創(chuàng)建各種創(chuàng)新設(shè)計模式：
Ultrasint® TPU01 是專為 Hewlett Packard (HP) 5200 系列 Multi Jet Fusion 打印機(jī)設(shè)計的多用途 TPU 粉末。Ultrasint®TPU01 提供強(qiáng)大、靈活和耐用的零件性能，以及出色的表面質(zhì)量和細(xì)節(jié)水平。該材料極易打印，具有極高的工藝穩(wěn)定性，是 3D 打印市場中柔性材料產(chǎn)量最高的材料之一。這些獨(dú)特的特性使其非常適合使用 HP Multi Jet Fusion 打印機(jī)對晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行批量生產(chǎn)。
Ultrasint®TPU 88A是一種多用途材料，可用于激光燒結(jié)。采用這種材料生產(chǎn)的零件可提供高減震作用或優(yōu)異的回彈性能，以及良好的抗疲勞性能。Ultrasint®TPU 88A顯示出平衡的性能特征，具有良好的靈活性，且可實現(xiàn)完全自由設(shè)計以及較高的細(xì)致程度和表面質(zhì)量。它同時具有高PBF機(jī)器易用性和高工藝穩(wěn)定性，提供了80%的可重復(fù)使用率。
思看：展位號 C22
與電腦裁膜的前提是獲取車型的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)不同的是，思看生產(chǎn)的手持式3D掃描儀憑借其高效精準(zhǔn)、靈活便攜的優(yōu)勢，恰好能夠解決這一痛點(diǎn)。高效且可批量化的數(shù)據(jù)獲取，有助于車衣廠商搭建豐富的車型數(shù)據(jù)庫，源源不斷地滿足不同車型車衣的定制需求。
首先使用KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀掃描獲取車身完整三維數(shù)據(jù)；通過配套三維軟件處理生成車輛3D模型，繼而對模型進(jìn)行后處理、曲面展開、制作車膜版形圖；根據(jù)版形圖進(jìn)行電腦裁膜；最后進(jìn)行整車裝貼。KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀輕巧便攜，高效靈活，可隨時開掃，應(yīng)對各類掃描現(xiàn)場；非接觸式測量，簡單易上手的操作， 0.010 mm的最高分辨率，保證了KSCAN-Magic 能夠輕松獲取車身曲面完整數(shù)據(jù)，且邊緣細(xì)節(jié)完整，為后續(xù)車衣的完美貼合度提供精準(zhǔn)數(shù)