3D打印技术在汽车行业的应用已经取得了显著的发展,甚至已经局部实现了汽车零部件量产。尽管就目前而言,3D打印一整辆汽车仍是不实现的,但3D打印技术对于整套汽车工业生产体系,却展现出非比寻常的意义,它的存在,或许就是支撑未来汽车革命的关键支柱之一。 保时捷逐渐为集团旗下718、911等车系给予3D打印健身运动式坐椅可选。与此同时,现阶段早已交货的车系一样能够变更新坐椅,该坐椅支撑点性、座姿都将更为符合人体工学。 保时捷推出2万元的3D打印座椅,支撑性更好,已交付车型可更换 该座椅单价为2,677.50欧元,约为3,100美元,合2万元人民币,且在保时捷中心安装只需几分钟。目前3D打印网格共有三种颜色选项,分别是黑色、红色(Guards Red)和黄色(Racing Yellow),2月份还将推出灰色(Arctic Grey)、青色(Ultramarine)蓝色(Shark Blue)。 通用AIC中心安装24台金属和非金属3D打印机,用于设计汽车原型及工具 2021年3月,通用汽车(GM)开设了一个15000平方英尺的3D打印设备中心——AIC,其中包括24台金属和非金属设备。增材工业化中心(AIC)专门致力于在汽车行业内实现3D打印技术的生产化,该中心被认为是通用汽车过去几年在3D打印领域增加专业知识和投资的 '顶点'。 △通用汽车增材制造工业化中心制作的3D打印凯迪拉克V系列 暖通空调管道和线束支架 通用汽车目前正致力于推进和扩大3D打印的应用范围,他们还通过增材制造生产手动工具、自动化组件和快速响应解决方案,能够合并设计,减少零件数量并减轻重量。例如,他们使用设备3D打印了近100个手工工具,用于新款全尺寸的SUV,他们使用了尼龙碳纤维复合材料代替铝材,重量从30磅降至仅3磅。 Local Motors使用3D打印技术为OLI 2.0自动驾驶电车完成部件升级 位于亚利桑那州的汽车原始设备制造商Local Motors宣布为其3D打印的自动驾驶电动车Olli 2.0进行了一系列的部件新升级。 △Olli 2.0自动驾驶汽车 在美国成功推广后,Local Motors公司目前正在寻求批准在欧洲的一个项目中部署它们自动驾驶汽车。然而,该公司发现,由于欧盟更严格的规定,它需要装配一套挡风玻璃雨刷。 Local Motors公司欧洲、中东和非洲地区总经理Carlo Iacovini解释说:'Olli正在世界各地的校园、体育场、工业区和当地社区运营。为了批准在欧洲的部署,它需要一些美国市场上不需要的额外部件'。 为了制造关键的部件,该公司的欧洲、中东和非洲地区管理层寻求意大利的3D打印服务提供商CRP Technology的帮助。利用CRP专有的Windform复合材料,这两家公司现在已经设计、3D打印并集成了一些额外的挡风玻璃雨刷升级,以支持欧洲项目的获批。 △Olli2.0的新挡风玻璃雨刷和3D打印的雨刷盖部件。 照片来自LocalMotors。 3000匹马力 9000万元/辆 希腊3D打印超跑CHAOS 希腊汽车制造商Spyros Panopoulos汽车公司(SPA)将推出一款3000匹马力的 '超跑',具有独特的基于3D打印设计理念,价格超9000万人民币。 SPA即将推出配备了12,000转/分V10发动机的跑车叫作 'Chaos',它的特点是采用羽毛状的3D打印车身面板,能够在两秒内从0加速到60英里/小时。目前,这个强大的跑车还没有真正亮相,但制造商通过一系列的CGI图片展示了这款超跑 。 △Spyros Panopoulos汽车公司(SPA)的3D打印Chaos 超跑 图片来自SPA 为了让超跑达到速度目标,SPA计划使用 'Anadiaplasi '制造工艺对Chaos的一些元素进行轻量化。比如打算为3000匹马力的超跑配备3D打印的四路排气管,以及基于钛和镁的制动卡钳和转子毂。 △金属3D打印制动卡钳 △金属3D打印转子毂 △碳纤维3D打印汽车零件 △尼龙3D打印汽车零件 此外,据说Chaos未来主义的车身78%也是3D打印的,车的部分发动机也是如此,如发动机组、活塞、连杆、凸轮轴和进气阀,而轻质车轮也将由钛打印而成,据说采用的方法与GE Additive的电子束熔化(EBM)技术相似。 大众汽车粘结剂喷射技术将批量应用,金属3D打印零件年产量达10万个 2021年6月19日,大众汽车公司对外宣称了它正在德国沃尔夫斯堡的总部使用一种名为 '粘合剂喷射(Binder jetting)'的新型3D打印工艺,这种工艺使制造的部件比传统用钢板制造的部件要减轻50%的重量。 大众汽车公司还宣布,它已经与西门子建立了软件合作关系,加强与惠普公司现有的打印机合作。这样可以获得更多的生产优势,嵌套叠加打印零件,即在同一个打印室中同时制造多个零件。大众汽车公司说,这些创新加在一起,将使3D打印技术变得足够低价,使其在大规模生产的车辆中变得可行。 福特将大规模生产金属3D打印汽车部件,采用粘结剂喷射技术 2021年8月13日,福特汽车公司(NYSE: F)公开表示,将在未来两到三年内用金属3D打印技术大规模生产一种新的汽车部件。福特公司的3D打印技术负责人Harold Sears说,它将依靠ExOne(Nasdaq: XONE)的金属粘合剂喷射技术来实现最终部件的全面生产。随着不断完善这个项目的大规模生产工艺,福特还计划将这项技术用到其他部件的生产中。 之所以福特说出这样的计划,是因为最近与ExOne公司合作3D打印了6061铝,其物理性能可与压铸部件媲美。以可重复的方式3D打印和烧结金属的能力使福特 '相信3D打印可以支持汽车的数量'。 △ExOne公司已经与福特公司合作,获得了铝粘合剂喷射3D打印的资格,图片由ExOne公司提供 Ascension Design推出3D打印2片式 钛合金轮毂 2021年9月22日,来自国内的设计公司Ascension Design展示了世界首款可实际使用的3D打印2片式钛合金轮毂,据公司负责人介绍,该轮毂已通过国家标准的性能测试实验,满足上路的性能条件和要求,将会在不久后交付给第一批客户装车上路。 据了解,该轮毂规格为20寸,外圈由碳纤维材质,内圈由钛合金整体3D打印(使用成型尺寸可达600mm的铂力特四激光大型SLM金属3D打印机)而成,打印部分直径为500mm,单个轮毂重量为10kg,相比传统轮毂重量减少40%,整体性能提高30%以上。据负责人介绍,相比于传统制造方法,3D打印可实现轮毂的定制化,真正的满足不同客户的定制化需求,并且创造出传统制造方式无法达到的酷炫造型。 德国黑石以3D打印技术批量生产电动汽车电池 12月10日,位于德国萨克森州Döbeln市的黑石技术有限公司(Blackstone Technology)宣布,从即刻起将用3D打印技术生产电动汽车的电池。这家瑞士企业在德国的子公司通过在线发布会展示了其新工厂和首条生产线。 助力汽车行业完成数字化升级,斯柯达利用3D打印技术精简汽车生产流程 2021年12月15日,捷克汽车制造商斯柯达宣布,它将持续使用3D打印技术来生产汽车原型、备件和工具,进而达到精简其汽车生产业务的目的。 △斯柯达的打印工厂项目得到了捷克共和国工业联合会的认可。照片来自斯柯达 由于一款新车的开发过程很复杂,汽车制造商在新车型的研发阶段经常要花上几年的时间。这段时间主要用于设计、测试和迭代想法,这意味着需要快速的原型设计和较短的交货时间。像斯柯达这样的汽车制造商可以利用3D打印机来简化内部生产,而不是仅仅为了几个小批量零件的原型而投资整个生产线或模具。除了使公司能够在更短的时间内完成新的设计之外,使用增材制造还可以大大节省成本,因为第三方制造商被完全淘汰了。 总结 纵观2021年3D打印技术在汽车行业的应用,可以发现,除了在原型制作、轻量化、复杂最终用途部件以及工装夹具等方面进一步深化使用外,3D打印在电池制作和新能源汽车上取得的突破着实让人眼前一亮。有理由相信,趁着当下这股碳中和、碳达峰以及新能源汽车发展的“东风”,3D打印电动汽车电池未来势必会展现出更强劲的势头。但我们也可以看到,国内对于3D打印电池应用方面的研究乏善可陈,表明我国的汽车制造商还需要在这一方面继续发力,争取早日推出能打的产品占领市场。 来源:清华大学车辆与运载学院 注:文中观点仅供分享交流,不代表本公众号立场,转载请注明出处,如涉及版权等问题,请您告知,我们将及时处理!
|
|