3D打印作為前沿的技術之一,給工業制造領域帶來了重大變革,從某種意義上來說,它改變了傳統的減材制造工藝技術,開啟了增材制造工藝新時代。
在工業領域中,汽車目前是3D打印技術大的行業應用,據《Wohlers Report 2020》調查數據顯示,其應用占比居前,達到了16.4%。
3D打印技術給汽車行業帶來了很多巨變,隨著技術的不斷進步,借助3D打印所能制造的汽車部件越來越多樣,從發動機外殼、引擎蓋,到汽車座椅、手動擋桿上獨特紀念章,3D打印幾乎無所不能。
近幾年,奔馳、寶馬、奧迪、捷豹、豐田、福特等汽車生產商紛紛加入到3D打印的行列,在2020年,這些生產商生產了大量用于汽車的3D打印零件,接下來就來盤點一下:
配備3D打印剎車管的Callum Vanquish 25
Callum Vanquish 25是由Callum Automotive(卡勒姆汽車公司)和瑞士的R-Reforged公司合作設計、生產的。
這款車是對2000年代經典車型的重塑,同時作為卡勒姆公司的第一個公開項目,Callum Vanquish 25將在工程、材料和設計方面進行超過350次的改變,從而達到客戶滿意的標準。
僅有25輛車將在沃里克制造,并將采用3D打印的終端部件,如剎車管等,所有這些3D打印零件都將采用METHOD X3D打印機生產。
卡勒姆公司從成立之初就使用3D打印制造技術,卡勒姆的設計總監Ian Callum表示:"我堅信,你不能在屏幕或照片上確定設計的質量。你希望能夠看到和觸摸到3D的東西,而快速成型制造技術使設計師能夠快速、低成本地實現這一目標。這是一項讓我非常興奮的技術。”
擁有3D打印車身的邁凱倫720S
去年,的汽車改裝公司1016 Industries借助3D打印技術為一臺邁凱倫720S超級跑車打造了大部分車身和內部部分零部件。
1016 Industries是一家位于邁阿密的公司,致力于生產特殊的3D打印零件以大程度地提高世界上快的車輛的性能。
公司的研究人員為了開展研究,運用了大建筑體積為1.2x1.5x1.8米的樹脂3d打印技術機。這樣就可以在140小時內打印所有依據計算流體力學(CFD)設計的單個零部件。
目前,該公司已成功完成了邁凱倫 720S(帶有3D打印零件的車身套件)的初始性能測試,測試結果表明,3D打印的車身和零部件的強度、功能、質量等方面絲毫不比傳統工藝生產的差。
3D打印技術的實際應用比理論要復雜得多,現在720S的測試讓1016 Industries公司的成員們倍感鼓舞,相信接下里他們會取得更大的突破。
打印概念跑車蘭博基尼Sterrato
蘭博基尼Sterrato是用3d印刷技術生產的概念跑車,在測試中達到了與原型車同樣的效果。
車輛的96個車體部分均由3d印刷材料構成,與原創車型相同,可提供自然吸氣5.2升V10發動機、631馬力和442磅轉矩、同樣全輪驅動、4轉方向和轉矩矢量、同樣20英寸滾輪。
此外,所有車體面板、包層、導管都是用3D印刷制造的,為了良好地結合這些材料,蘭博基尼設計了專門制造聯結車體的螺母零件的材料。
目前,蘭博基尼表示,對于3D打印技術的車型,還需要進行更詳細的評價。
凱迪拉克Blackwing系列
去年12月,凱迪拉克曝光了Blackwing系列的兩款車型:CT4-V和CT5-V,當時預告這兩款車將配備3D打印零件。
按照的說法,Blackwing系列定位是凱迪拉克的頂級性能車,對標的是寶馬的M Power;而V系列則是對標寶馬M Performance系列。
目前獲悉,3D打印技術主要應用在這兩款車的手動檔上的徽標、電氣線束支架和兩個HVAC管道上面,雖然兩款車采用的3D打印零件并不是很多,但這是通用集團首批包含功能性3D打印組件的量產車,新車將于今年2月1日亮相。
保時捷的3D打印電機驅動外殼
去年12月,保時捷推出了有史以來首款完全使用3D打印技術生產的電機驅動外殼。
該驅動外殼采用優質鋁合金粉末作為材料,利用3D打印機逐層打印制成,每一層都通過使用高純度金屬粉末的激光金屬熔合工藝(LMF)進行熔化和熔合。
開發這款驅動外殼,在滿足電驅動對于殼體需求的同時,還在外殼內盡可能多的集成零部件,進而優化零部件結構,減輕零部件重量。
這種高度集成的設計想要制成產品,在目前只有3D打印技術可以做到。對此,保時捷魏斯阿赫研發中心動力總成高級開發部項目經理Falk Heilfort表示,沒有其他制造工藝可以提供像3D打印一樣多的可能性。
3D打印新形態全桶座椅
保時捷在去年利用3D打印技術打印了一種全新形態的全桶座椅,該座椅通過3D打印技術構建出獨特結構,不僅更加符合人體工程學,還具有優質的性能,可以提供客戶體驗賽車運動的機會。
據悉,2020年里保時捷限量生產40個該座椅,將通過保時捷Tequipment提供給911和718 Cayman/Boxster的駕駛員座椅。
保時捷計劃在2021年,所有911或718的Boxster/Cayman客戶都可以通過保時捷Exclusive Manufaktur個性化定制部門率先體驗3D打印座椅。
“劃時代”的YOYO
YOYO無疑是2020年的重磅新品,它是由XEV公司生產。作為一款性價比極高的迷你兩廂電動汽車,YOYO具有時尚的外觀和優異的性能,并且是首臺量產化3D打印新能源汽車。
YOYO是XEV公司的新產品,其代工生產線于去年6月調整完成,7月它的首批預試制車輛正式投入生產,在9月份下線,首批預試制車輛下線運往歐洲進行宣傳預售。
雖然該車目前還沒有完全交付客戶,但根據其首批試制車的測試結果,YOYO在零件強度、座椅舒服度以及整車的安全性和可靠性方面都絲毫不亞于傳統汽車。
目前,市場上大多數3D打印汽車項目要么是原型車,要么只是3D打印汽車零件,而YOYO的出現無疑加快了3D打印汽車進入量產的腳步,可以說是一個“劃時代”的標志。
傳統制造業
在2020年里,各大汽車廠商在3D打印領域的活動遠不止上面列出的七項,剩下的還有很多,比如:Gorden Wagener 和Virgil Abloh共同打造的藝術概念車、保時捷成功完成911 GT2 RS 3D打印活塞耐久性測試、特斯拉在去年第一季度的財務報告中透露的用于ModelY車型零件。
與傳統的制造工藝相比,3D打印的汽車零件具備太多的優勢,其中包括:在不減強度的情況下減輕質量、加快研發周期節省成本,無須組裝等,因此各大汽車廠商深深著迷于3D打印技術,并不斷的在該領域投入、研發。
在2020年年初,本田的研發部門就與軟件公司Autodesk展開合作,雙方設計了一款曲柄軸部件并采用3D打印技術制造樣品,從而實現車輛輕量化并提升發動機燃油經濟性。
2020年七月,BMW寶馬投資1500萬歐元(超1億元人民幣)建設的全新3D打印工廠在慕尼黑正式啟用。
特斯拉更是發布了招聘3D打印技術員的公告,在招聘啟事中寫道:“特斯拉正在尋找渴望成功的人士,具備運營3D打印設備所需的技能,幫助特斯拉進一步擴大快速增長的增材制造業務。”
……
在競爭激烈的汽車行業,一點點的技術靠前就會超越對手很多,伴隨著各大汽車制造商的關注,在2021年里將會有更多的3D 打印創新中心建立,各大廠商也會推出更多的3D打印汽車零件。
相信在未來,3D打印技術的個性化、復雜化、高難度等特點將會完全展現出來,3D打印技術勢必會改變傳統的制造工藝,類似YOYO這樣的量產型3D打印新能源車將越來越多的出現在人們視野當中。
(原標題:汽車廠商在3D打印領域的七大作為)