應(yīng)用案例│一汽大眾：3D打印風(fēng)道試制件將成本降至10%

汽車行業(yè)是3D打印技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域之一，近年來，許多前沿汽車制造企業(yè)已經(jīng)將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車研發(fā)過程。一汽-大眾汽車有限公司（以下簡(jiǎn)稱一汽大眾）于1991年2月6日成立，是我國(guó)第一個(gè)按經(jīng)濟(jì)規(guī)模起步建設(shè)的現(xiàn)代化乘用車企業(yè)，已擁有長(zhǎng)春、西南、華南、青島和天津五大基地。

2017年，一汽大眾實(shí)現(xiàn)了累計(jì)生產(chǎn)整車1500萬(wàn)輛、年產(chǎn)整車突破198萬(wàn)輛，全年終端銷量實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)輛，強(qiáng)勢(shì)引領(lǐng)中國(guó)汽車市場(chǎng)。

早在2005年，一汽大眾長(zhǎng)春開發(fā)部便引進(jìn)3D打印技術(shù)，將其應(yīng)用于所有新車研發(fā)中，制作3D打印原型件、展示件、試驗(yàn)零件等，如今每年3D打印汽車零部件達(dá)5000件左右。

一汽大眾長(zhǎng)春開發(fā)部高級(jí)試制工程師吳宏濤介紹，與傳統(tǒng)注塑工藝及其他3D打印技術(shù)相比起來，采用PLS技術(shù)（Plastic Laser Sintering，選擇性激光燒結(jié)）制作的樣件具有良好的強(qiáng)度和優(yōu)異的抗沖擊性能，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速修改設(shè)計(jì)方案并反復(fù)大量迭代，在確保原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和原型開發(fā)所需的時(shí)間，提高了研發(fā)效率。

1降低研發(fā)成本，縮短開發(fā)周期
2017年，一汽大眾在原有FDM、SLA技術(shù)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)PLS技術(shù)——

每周開機(jī)頻率：4次
每批打印樣件：≥40件
樣件良品率：≥99%
每年耗費(fèi)材料：800公斤

一汽大眾長(zhǎng)春開發(fā)部每年耗費(fèi)華曙高科3300PA材料大約800公斤，且基本沒有浪費(fèi)，極大地節(jié)省了使用成本。

圖為一汽大眾的3D打印樣件工作包。

采用3D打印技術(shù)在汽車塑料件的開發(fā)過程中，極大地縮短了零件的試制周期，使得零件研發(fā)周期大大縮短。同時(shí)，3D打印在制造汽車改裝部件上變得更加快速、靈活和經(jīng)濟(jì)，尤其是針對(duì)客戶的個(gè)性化需求來說。

相比之下，傳統(tǒng)的注射成型工藝就顯得"臃腫"了許多，因?yàn)樗�不但需要開發(fā)額外的工具，而且會(huì)造成大量的材料浪費(fèi)和庫(kù)存堆積。

圖為3D打印汽車后排吹腳風(fēng)道樣件

以后排吹腳風(fēng)道為例，不同制作方式時(shí)間對(duì)比如下：

后排吹腳風(fēng)道不同制作方式成本對(duì)比如下：

數(shù)據(jù)來源：一汽大眾長(zhǎng)春開發(fā)部

當(dāng)小批量樣件試制時(shí)，采用3D打印技術(shù)，相比傳統(tǒng)的硅膠模工藝，汽車后排吹腳風(fēng)道樣件加工周期縮短95%，節(jié)省成本88%，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速修改設(shè)計(jì)方案并反復(fù)大量迭代，在確保原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和原型開發(fā)所需的時(shí)間，提高了研發(fā)效率。

2適合制作受力結(jié)構(gòu)件
"理論上，整車的塑料零部件都可以采用3D打印制作，這取決于樣件使用環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)。我們會(huì)根據(jù)具體情況，選擇合適的3D打印工藝。"吳宏濤介紹。

以汽車保險(xiǎn)杠導(dǎo)向支架為例，在使用PLS技術(shù)之前，一汽大眾采用傳統(tǒng)硅膠模具澆注雙組分材料制件，零件耐沖擊強(qiáng)度差，在裝車的時(shí)候經(jīng)常發(fā)生卡扣破碎，這成為了困擾工程師的一個(gè)難題，如采用SLA技術(shù)，則必須經(jīng)過硅膠模工藝進(jìn)行二次轉(zhuǎn)換，才能達(dá)到抗沖擊強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)和耐溫要求。

圖為汽車保險(xiǎn)杠導(dǎo)向支架設(shè)計(jì)圖

與傳統(tǒng)注塑工藝及其他3D打印技術(shù)相比起來，華曙高科PLS解決方案具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，其成型件對(duì)環(huán)境（溫度、濕度和化學(xué)腐蝕）的抵抗能力類似于熱塑性材料，具有良好的強(qiáng)度和優(yōu)異的抗沖擊性能，非常適合制作需要裝車受力的結(jié)構(gòu)件。

小結(jié)
目前，汽車行業(yè)由于自身規(guī)模大、研發(fā)投入多、應(yīng)用3D打印技術(shù)時(shí)間長(zhǎng)等因素，在3D打印技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)重要位置，其巨大的市場(chǎng)規(guī)模為3D打印技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的市場(chǎng)空間。我們相信，在未來，3D打印將在材料性能、成本方面達(dá)到直接制造的要求，向具有更高價(jià)值的應(yīng)用轉(zhuǎn)變。

由華曙高科傾力打造的2018年第二場(chǎng)3D打印創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化論壇，即將于6月9日在歷史名城西安拉開帷幕！

時(shí)間：14:00 - 18:00，2018年6月9日
地點(diǎn)：國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心四樓會(huì)議室
報(bào)名方式：長(zhǎng)按并識(shí)別下方二維碼報(bào)名參加本次論壇

以上圖片均來源于一汽大眾長(zhǎng)春開發(fā)部
來源： 華曙3D打印