•    發佈時間：2023/08/04
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【概要描述】 3D列印作為革命的核心技術支撐之一，近年來，汽車零部件製造成為了三維列印技術的關鍵推廣領域。

 

優勢一、高效

 

3D列印又稱快速成型技術，其高效的生產特點在汽車研發階段發揮出了傳統工業不可比擬的優勢。

 

優勢二、輕量

 

3D列印的材料有其特殊性，且通過數字模型的設計，能夠充分減輕汽車重量，讓汽車跑得更快。

 

下麵我們一起來看看，國內外各大汽車公司是如何應用這項技術的：

 

案例一：列印Rennschmiede Pforzheim e.V賽車的冷卻器

One Click Metal為Rennschmiede Pforzheim e.V. 賽車隊列印賽車的冷卻器

 



冷卻器的內部結構



 

案例二：寶馬將3D列印規模化應用在日常生產中

 

自2012年到現在的10年間，寶馬通過3D列印工藝技術生產了100萬個零部件。2018年一年，寶馬集團3D列印生產中心的產量超過20萬件，同比提升42%。2018年底，一件3D列印的車窗導軌被安裝在寶馬i8 Roadster上，這是寶馬集團的第100萬個3D列印量產零件。

在高性能車型領域，3D列印更是如魚得水。有高低功率兩個版本的新一代寶馬“機皇”——S58B30裏的氣缸蓋，便是3D列印的傑作。



圖片來源於網路

複雜的管路結構和輕量化需求超過了傳統鑄造工藝的能力範疇，面對這一難題，3D列印實現了傳統鑄造做不到的工藝。



圖片來源於網路

同時，S58B30發動機氣缸蓋避免了冗餘結構造成的材料浪費，達到了更好的輕量化效果。



新一代寶馬M3和M4將應用S58B30發動機。圖片來源於網路

 

 

案例三：寶馬MINI回收碳纖維製成3D列印零件以減輕重量

 

儘管寶馬已停止了MINI的大規模定制計畫，但它已在其FIA Formula E安全車MINI電動腳踏車中以更加有趣的方式應用3D列印——新型步速車使用由回收碳纖維製成的3D列印組件。



擾流板使用回收的碳纖維進行3D列印  圖片來源於網路

 

其新型步速車的樣式基於MINI JCW GP賽車，包括相似的翼子板葉片和車輪，以及相同的車頂擾流板，但頂部帶有長條。但是，與空氣動力學相關的外部組件全部由3D列印的回收碳纖維製成，包括擋泥板，後跟和後翼。在車輛內部，您會找到3D列印的零件。特別是賽車桶上的可移動墊子是3D列印的，可能會適應車手的身材，體重和品味。



可移動的3D列印座墊  （圖片來源於網路 ）

 

這些功能以及更多功能減輕了汽車的整體重量，比MINI Cooper SE減輕了約286磅（130公斤）。反過來，這使Pacesetter可以在6.7秒內達到60 mph的速度，而Cooper SE則為7.3秒，即使它具有相同的動力系統。

案例四：邁凱倫720S跑車超輕量版集成3D列印性能部件，減重9%

近期汽車改裝廠1016 Industries已將3D列印的性能部件集成到了一次性的邁凱倫720S跑車超輕量版中，更有效地降低汽車產品的重量，比標準版汽車輕9%。



圖片來源於網路

經過1016 Industries調整的McLaren 720S跑車

對於性能至關重要的3D列印零件，這些零件主要集中在其尾翼內，該尾翼除了各種連杆外還包括功能性鈦合金支撐。1016 Industries的外觀和組裝變更相結合，為其原型機帶來了顯著的輕量化優勢，因為定制720S的重量比出廠型號輕122公斤（268磅）。



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1016 Industries定制的McLaren 720S的尾翼具有輕巧的3D列印鈦合金支撐

考慮到這款超級跑車的重量約為1,419千克（3,128磅），該公司有效地利用了3D列印和碳纖維修補技術，使其特別版的重量減輕了近9％。根據諾斯羅普的說法，該專案的成功可以作為汽車設計未來發展的基礎。

案例五：通用汽車(GM)致力於推進和擴大3D列印的應用範圍

通用汽車(GM)已經開設了一個15000平方英尺的3D列印設備中心，其中包括24臺金屬和非金屬設備。



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位於密歇根州沃倫的通用汽車技術中心的增材工業化中心，製造工程師Benjamin LeBlanc正在操作3D列印設備

通過不懈努力，通用汽車已經成功解決了早期工具成本費用昂貴以及一系列零件上快速迭代的問題，在雪佛蘭克爾維特（Chevrolet Corvette）的制動冷卻管道開發過程中，該公司利用增材製造技術將時間縮短了9周，成本降低60%。



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通用汽車使用3D列印技術製造雪佛蘭克爾維特原型

他們還通過增材製造生產手動工具、自動化組件和快速回應解決方案，能夠合併設計，減少零件數量並減輕重量。例如，他們使用設備3D列印了近100個手工工具，用於新款全尺寸的SUV，他們使用了尼龍碳纖維複合材料代替鋁材，重量從30磅降至僅3磅。



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通用汽車增材製造工業化中心製作的3D列印凱迪拉克V系列暖通空調管道和線束支架

近日，凱迪拉克宣佈CT4-V Blackwing和CT5-V Blackwing將成為通用汽車首批採用3D列印部件的量產車。這些部件包括手動換擋旋鈕上的一個徽章、一個電線束支架和兩個HVAC管道，均以降低成本和提高效率的方式生產。

案例六：日產嘗試3D列印小批量生產

日本計畫在2035年將所有新銷售的汽車改為電動車，在過程中3D列印技術將用於零部件的製造，並且可以對多個零件實現一體成型。從而不需要螺栓和密封材料，減輕了汽車重量，並緩解了電動汽車的續航問題，這對於日產汽車未來新車的上市計畫而言，3D技術的運用尤為重要。



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另外日產的未來計畫還包括了混合動力技術，其中電池、馬達、發動機在混合動力車型上在重量上並不佔優勢，而3D印表機技術可以有效的應對這類情況，因此日產一直將3D技術投入汽車生產視為重點推進的專案。

目前，日產已開始用於試製品的開發，還取得了不錯的成效。據瞭解，以往試製發動機汽缸蓋需要3個月，現在只需要2周時間，並且軸部件的重量減輕60%，將製造成本降低了一半。

 

案例七：中國第一汽車集團研發總院和Stratasys簽署戰略合作協議

 

2020年10月，第一汽車集團研發總院和來自以色列的全球增材製造頭部企業Stratasys（納斯達克上市公司SSYS）簽署戰略合作協議，就未來在增材製造的材料、應用、研發、工程技術端進行全方位的合作。



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雙方領導簽約儀式

Stratasys會將全球最先進的增材製造技術全方位的引入中國最大的汽車主機廠，向一汽集團在新產品的研發、生產和小批量個性化定制製造提供完整的解決方案，助力民族品牌騰飛。



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紅旗試製車間合影

一汽紅旗已擁有兩臺Fortus 900mc 3D印表機，這是Stratasys專為設計和工作規模較大的製造業和重工業打造的大容量FDM印表機，能有效幫助其加快大型部件的構建速度，進而最大限度提高效率和產能。

 

圖文來源：3D列印服務平臺