易加三維何文浩：3D打印在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用案例

AMCC2018杭州大會(huì)的高峰論壇，“汽車工業(yè)增材制造發(fā)展論壇”。南極熊3D打印網(wǎng)小編現(xiàn)場(chǎng)聆聽(tīng)了專家們的演講。下面是現(xiàn)場(chǎng)速記的文字記錄。



北京易加三維科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)何文浩。

    何文浩：今天非常感謝主辦方給我這個(gè)機(jī)會(huì)，來(lái)分享增材制造的價(jià)值和挑戰(zhàn)，以及實(shí)踐。
    前面幾位在塑料，包括金屬用于增材制造已經(jīng)做了很多技術(shù)原理以及應(yīng)用的分享。我來(lái)自北京易加三維，是在工業(yè)生產(chǎn)方面的一個(gè)事業(yè)平臺(tái)。我們主要是做工業(yè)增材技術(shù)，所以可能很多考慮的是這個(gè)技術(shù)怎么為汽車行業(yè)所用。我會(huì)從這個(gè)角度給大家?guī)��?lái)一些分享，希望各位專家、各位同事會(huì)后給予一些批評(píng)和指導(dǎo)，也歡迎合作。
    （PPT圖示）首先給大家一個(gè)照片，因?yàn)槲覀兛吹狡�車，可能�?jīng)常會(huì)來(lái)到是來(lái)自于一八幾幾年的時(shí)候奔馳先生所做出來(lái)的第一輛汽車。在上世紀(jì)二三十年代，美國(guó)人從東往西修筑了一條66號(hào)公路，現(xiàn)在如果大家實(shí)現(xiàn)財(cái)富自由去美國(guó)旅游的時(shí)候，可能還會(huì)想去自駕一輛車，從東跑到西，因?yàn)槊绹?guó)汽油真的很便宜。
    我們駕駛，或者我們出行，或者汽車的定義和內(nèi)涵到底是什么？我相信在座各位有很多，有的坐高鐵過(guò)來(lái)，有的乘飛機(jī)過(guò)來(lái)的，有的可能騎著共享單車來(lái)的，有的坐滴滴來(lái)的等等，這些都是我們的出行方式。所以我們?cè)谟懻撈�車定義的時(shí)候，不僅僅要討論燃油車或者混動(dòng)、電動(dòng)區(qū)別，或者將來(lái)的趨勢(shì)，而是我們主動(dòng)迎接這些方面的挑戰(zhàn)。
    （PPT圖示）對(duì)于車而言，到底是要做的更大、更炫嗎？比如FF91，非常棒，也非常貴。當(dāng)然也有在日本開(kāi)發(fā)的世界排名第一的豐田的卡羅拉，緊湊型的A級(jí)車。還有日本尼桑的靈動(dòng)電動(dòng)車，世界銷量第一。兩種不同路線，也實(shí)現(xiàn)了不同的價(jià)值，在20%以上市場(chǎng)可能是油車或者電動(dòng)車，在80%羅列大眾市場(chǎng)可能是下面的市場(chǎng)。
    對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)講不能說(shuō)是嚴(yán)冬，但至少有一點(diǎn)增長(zhǎng)放緩的方式，無(wú)論是從它的營(yíng)收，報(bào)表還是它的庫(kù)存，還是它的利潤(rùn)，都是值得警惕和提升的。比如我們的虧損率比較大，另外成本的增速是提升的，利潤(rùn)是走低的。在這個(gè)情況下我們要探索價(jià)值在哪里，我們做企業(yè)，特別是做私營(yíng)企業(yè)，作為投資人來(lái)講都會(huì)考慮價(jià)值，內(nèi)在價(jià)值或者外在價(jià)值，價(jià)值就取決于用戶場(chǎng)景，特別是未來(lái)的用戶場(chǎng)景。比如剛才講的出行方式，那么就是汽車嗎？我們是不是可以去投資，或者乘坐或者去嘗試超級(jí)高鐵呢？美國(guó)超級(jí)高鐵時(shí)速在800公里每小時(shí)的時(shí)候，在西南的一個(gè)省已經(jīng)得到了試運(yùn)行，它是在真空管里面跑，這輛車應(yīng)該非�？�。第二個(gè)是可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)省兩個(gè)不同的城市之間客機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，來(lái)運(yùn)人或者運(yùn)貨，可以極大的減少成本，而且極大的提高辦公出行的效率。第三是重載型的無(wú)人機(jī)，它也可以載貨。
    第二是共享的方式，比如汽車或者滴滴打車、共享單車。第三是解決出行的問(wèn)題，比如地鐵、飛行背包，浙江吉利汽車已經(jīng)投入了飛行背包的公司，是美國(guó)的。還有百度或者谷歌無(wú)人駕駛汽車。這些種種，都會(huì)對(duì)我們將來(lái)汽車技術(shù)、產(chǎn)業(yè)方式、商業(yè)模式提出挑戰(zhàn)。
    （PPT圖示）做生意要考慮賺錢，做長(zhǎng)遠(yuǎn)的生意要考慮將來(lái)客戶群在哪里，做特殊的市場(chǎng)要看政府有沒(méi)有補(bǔ)貼。這是咨詢機(jī)構(gòu)做的分析，2015年的時(shí)候這個(gè)數(shù)據(jù)仍然很少，國(guó)際能源署的估計(jì)非常保守，大概在0.15%左右。所以它得出的結(jié)論，電動(dòng)車還是處于發(fā)展的基礎(chǔ)階段。
    再來(lái)看一下構(gòu)造。增材制造解決的是技術(shù)層面的問(wèn)題，從傳統(tǒng)的燃油車來(lái)講，剛才王總也講了很多，包括車身、底盤，以及汽車電氣發(fā)動(dòng)機(jī)部分，有很多用傳統(tǒng)的方式做的，比如增壓、鍛壓、焊接以及一些鑄造。這些東西的問(wèn)題是非常多的，一個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的輕量化解決不了。我們可不可以給這些客戶帶來(lái)一些解決方案呢？今天上午我接待了50多位鑄造行業(yè)的朋友，他們?cè)谖覀児�司開(kāi)了一場(chǎng)沙龍，我給他們講解了我們能夠幫助你們解決什么問(wèn)題，而且我講的是光有增材不行，還要有設(shè)計(jì)，而且他們也非常想迫切知道增材能夠給他們帶來(lái)什么。所以傳統(tǒng)的加工方式對(duì)增材的需求往往更加方式。
    （PPT圖示）這是用傳統(tǒng)方式做的工業(yè)件、零部件，比如失蠟鑄造、注塑件、鍛壓件等等。
    電動(dòng)車構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，電動(dòng)車構(gòu)造里面可能核心解決的是減重的問(wèn)題，因?yàn)樗�的續(xù)航里程的確是值得商榷的，而且需要提升。電池包的減重、散熱我們?cè)趺纯紤]，包括它的排布。增材制造給汽車帶來(lái)的價(jià)值，主要是電動(dòng)車和油車，對(duì)于油車來(lái)講怎么樣減重，怎么樣使它更加快的跑呢？從結(jié)構(gòu)上面，包括從材料使用上面去考慮。對(duì)于電動(dòng)車來(lái)講，電池包的排布、形式以及制造方式，包括散熱。剛好我?guī)Я艘粋�(gè)散熱器過(guò)來(lái)。
    （演示）這是我們給一個(gè)汽車公司做的鋁合金散熱器，因?yàn)橹挥性霾闹圃靵?lái)做。所以這塊的確有很多用途。但是我們總結(jié)下來(lái)它應(yīng)該有四點(diǎn)，第一是輕量化，一體化的結(jié)構(gòu)包括緊湊的結(jié)構(gòu)，另外是工程塑料、復(fù)合材料、高強(qiáng)度的材料，這方面上午演講者講了很多了。但是我還想提一點(diǎn)，對(duì)于緊湊型結(jié)構(gòu)，并不一定完全用塑料或者復(fù)合材料，或者用金屬直接成形，它也可以使用比如模具，注塑�；蛘哞T造模，通過(guò)對(duì)模具優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)緊湊型結(jié)構(gòu)。第二是提升性能，熱交換其、減速器殼體、連接件、轉(zhuǎn)向節(jié)等。第三是降本增效，第四是個(gè)性化。
    易加三維從事的是技術(shù)與應(yīng)用解決方案的解決商，我們做工業(yè)激光增材技術(shù)差不多有二十多年歷史，也就是在1992年第一臺(tái)工業(yè)級(jí)的激光增材技術(shù)出來(lái)之后，我們?cè)?994年就做出來(lái)了，所以我們是中國(guó)第一個(gè)工業(yè)化生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)的激光增材設(shè)備的廠商�，F(xiàn)在我們有140名員工，其中45%是研發(fā)人員，產(chǎn)品體系涵蓋從SLM、SLS、SLA三條產(chǎn)品線。國(guó)內(nèi)不講了，目前我們把焦點(diǎn)放在兩塊，第一是對(duì)成熟國(guó)外市場(chǎng)的把握，根據(jù)國(guó)外市場(chǎng)的需求推算出來(lái)我們應(yīng)該把設(shè)備怎么做到穩(wěn)定。所以我們也跟國(guó)外的一些同行，包括一些大的公司合作。包括俄羅斯，俄羅斯軍方去年來(lái)看我們的設(shè)備，我們也進(jìn)入了美國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)、意大利等等，都買了我們的設(shè)備，反而在國(guó)內(nèi)比較少。最后是我們承擔(dān)的國(guó)家專項(xiàng)，這個(gè)專項(xiàng)解決了剛才王總提到的問(wèn)題，就是怎么樣實(shí)現(xiàn)更大批量的制造，怎么樣可以實(shí)現(xiàn)更大尺寸的制造，那就需要把設(shè)備變得更大。
    （PPT圖示）這是我們站在增材制造技術(shù)角度去考慮對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的影響。比如從數(shù)字化設(shè)計(jì)到材料，到系統(tǒng)，我們所說(shuō)的系統(tǒng)不僅僅指的是三維打印機(jī)硬件，還包括輔助設(shè)備。另外是制造端。第五是服務(wù)培訓(xùn)，還有一個(gè)是應(yīng)用推廣。在數(shù)字化設(shè)計(jì)這一塊，著重不是做意向工程，應(yīng)該要做用戶的需求分析，其實(shí)中國(guó)這方面的公司非常強(qiáng)，云計(jì)算、用戶調(diào)研分析的公司很多，怎么樣把這個(gè)需求利用大數(shù)據(jù)分析出來(lái)？然后做做一些CS的事情，做一些TM的事情，真正實(shí)施開(kāi)發(fā)一款屬于我們中國(guó)人的爆品。另外是材料端，這里面有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的事情非常重要。另外材料工藝參數(shù)的開(kāi)放，能不能共享？第三是系統(tǒng)的一致性，打精度、粗糙度是否是OK的，這就涉及到系統(tǒng)的校準(zhǔn)。還有安全以及設(shè)備的自動(dòng)化，比如我們做金屬粉末有安全的問(wèn)題，能不能實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作？通過(guò)機(jī)器人等等把它連通起來(lái)。制造端不僅僅是三維打印來(lái)解決問(wèn)題，像工業(yè)增材制造三分之二成本是在后處理，包括切削、熱加工等等。還有是服務(wù)培訓(xùn)，我們中國(guó)市場(chǎng)需要教育。還有是應(yīng)用推廣，應(yīng)用推廣首先要鼓勵(lì)用戶做設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)輕量化、降低量產(chǎn)，這塊是要在制造端的老板們考慮的。
    （PPT圖示）這是我們的產(chǎn)品矩陣，包括金屬和非金屬的，金屬有面向直接制造的，M600。面向金屬模具加工的，像注塑模、壓鑄模、沖壓模的冷卻水路模具，是M250。面向直接制造用的非金屬設(shè)備是兩款，3850和5050，分別可以生產(chǎn)高強(qiáng)度的尼龍材料，包括高韌性的TPU材料，還有TPV材料。以及面向鑄造領(lǐng)域的打印機(jī)C7250，以及面向精密鑄造的鑄造的A650。
    除了在增材制造之外，設(shè)計(jì)端可以快速幫助客戶找到模型，應(yīng)該怎么去優(yōu)化，它的數(shù)據(jù)應(yīng)該怎么便捷的獲得。所以我們做了四件事情：第一做逆向工程，同時(shí)我們做了三維檢測(cè)，同時(shí)我們希望這個(gè)數(shù)據(jù)可以更加開(kāi)放的給到大家，可以讓我們的老板便捷的獲取生產(chǎn)和設(shè)備的狀態(tài)，所以我們做了LT的事情，我們把設(shè)備監(jiān)控放到APP里面，可以把設(shè)備生產(chǎn)情況放到大屏幕里面，讓生產(chǎn)制造工廠透明化的管理。同時(shí)我們自己的設(shè)備，包括客戶的設(shè)備、同行的設(shè)備，另外創(chuàng)客的設(shè)計(jì)可以放在O2O平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)交易撮合，來(lái)實(shí)現(xiàn)更高性價(jià)比的交付。這就是3D罩云平臺(tái)。
    講了非常多，講點(diǎn)落地的事情。也就是到底哪些領(lǐng)域能用什么材料？傳統(tǒng)用什么材料，三維打印用什么材料，到底能不能用？這是很重要的問(wèn)題，很多人侃侃而談，今天這個(gè)能做，明天那個(gè)能做，你是做樣件還是真正跑在路上的汽車產(chǎn)品、零部件。比如壓鑄模，現(xiàn)在可以用H13做，或者用18In300也可以，或者用金屬打印做一個(gè)套件。還有熱沖壓部分，我們用H13也可以。還有注塑模具。我想在這里表明的，我們可以跟傳統(tǒng)方式去媲美，甚至在某些數(shù)據(jù)方面可能還更優(yōu)。有一個(gè)數(shù)據(jù)非常重要，大家不要小看鑄造，汽車?yán)锩?5%—20%是鑄件。剛才講了，是不是相等，是小于還是大于？這個(gè)數(shù)據(jù)表一目了然，這里面的數(shù)據(jù)都是非常棒的一個(gè)壓鑄材料，它的拉伸長(zhǎng)度是320兆帕。同樣用用中國(guó)生產(chǎn)的10系的鋁合金來(lái)做是430到30兆帕，整整提高了將近100個(gè)兆帕。從彈性模量來(lái)講，原來(lái)是82個(gè)，現(xiàn)在是70到75，略微低一點(diǎn)，這主要是因?yàn)樵霾闹圃煊幸粋�(gè)熱處理問(wèn)題，所以彈性模量會(huì)小一點(diǎn)。我講這個(gè)內(nèi)容，在一些關(guān)鍵材料領(lǐng)域，不管做模具還是做金屬零部件，是夠用的。
    （PPT圖示）這是我們做的產(chǎn)品，左邊是冷卻水路，是一個(gè)汽車電子產(chǎn)品，終端客戶是寧波的聚成電子（音譯）。這里我蠻想推翻王老師所說(shuō)的，模具并不貴，這套模具交付給客戶2000塊錢，一天相當(dāng)于就可以把這個(gè)模具費(fèi)用掙回來(lái)，我們現(xiàn)在已經(jīng)交付了40套模具，而且還在繼續(xù)找我們開(kāi)發(fā)產(chǎn)品。右邊這個(gè)我們正在做，但是不方便寫客戶名字，所以我找了一篇期刊上的文章，是大連理工大學(xué)幾個(gè)老師做的事情，就是用金屬打印來(lái)打印冷卻水路的嵌塊，放在沖壓鈑金的模具里面進(jìn)行冷卻，同樣也進(jìn)行了CA仿真，最后這個(gè)結(jié)果是非常棒的。比如它的模面溫度降低了49%，均勻性提升了1.8%，這對(duì)于車身包括底盤來(lái)講是非常不錯(cuò)的。
    第二是輕量化新能源車，現(xiàn)在新能源車造型非常漂亮，里面可能大量使用一些鋁合金或者高強(qiáng)度鋼。原來(lái)這個(gè)材料用的是鑄鐵，現(xiàn)在改用不銹鋼，316。我們用了不銹鋼之后的力學(xué)性能，原來(lái)抗拉強(qiáng)度是450兆帕，現(xiàn)在大于1000兆帕，韌性增強(qiáng)了。第二個(gè)是輕量化，減輕了50%。這是跟蕭山的一家初創(chuàng)企業(yè)做的一個(gè)合作案例，他們是做汽車底盤開(kāi)發(fā)的，可能將來(lái)做OEM，包括做一些產(chǎn)品的共同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，這是一個(gè)非常典型的案例。為什么做轉(zhuǎn)向接？因?yàn)樗�用的是輪轂電機(jī)，而輪轂電機(jī)安裝需要合理的空間，但是傳統(tǒng)鑄造非常笨重，很難做輕量化的設(shè)計(jì)，還有把空間提升。
    （PPT圖示）這是我們?cè)阼T造里面的一些應(yīng)用，簡(jiǎn)單講兩個(gè)，第一個(gè)是汽車?yán)锩娴陌l(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋，這個(gè)材料是AC4B、T6。整個(gè)時(shí)間非常短，兩件35天時(shí)間，從做砂模到做鑄造完成。為什么做這個(gè)產(chǎn)品呢？這當(dāng)時(shí)是我們一個(gè)客戶參加北京的一個(gè)車站，要把樣車給開(kāi)發(fā)出來(lái)，所以緊急讓我們幫他們做模型，然后把鑄件做出來(lái)。最后進(jìn)行了點(diǎn)火試車，包括臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，最后證明是OK的。第二個(gè)部分也是汽車的一個(gè)部件，我這里沒(méi)有講它的優(yōu)化性能，因?yàn)轱@而易見(jiàn)肯定是不錯(cuò)的，因?yàn)閯偛磐趵蠋熞仓v到了，原來(lái)十大鑄造第一非常不衛(wèi)生、不健康，它的效率也是很低的，需要做蠟?zāi)�，再去修邊、掛漿等等。我目前做的東西不僅表面粗糙度很好，表面粗糙度RA應(yīng)該是在1.17到3.25，傳統(tǒng)是在0.8到3.2，也就是可以做到最優(yōu)。還有一個(gè)是灰燼量非常小，相當(dāng)于對(duì)人體沒(méi)有傷害。所以從粗糙度，包括灰燼量，以及拉伸強(qiáng)度來(lái)看都是非常棒的，我們現(xiàn)在是53，傳統(tǒng)是50.4。所以有的老板就說(shuō)，用你們這個(gè)東西扔在地上不會(huì)碎，但是傳統(tǒng)的蠟?zāi)Ｈ釉诘厣暇退榱恕?br />     這是創(chuàng)新設(shè)計(jì)更精密高效的金屬零部件，是用316不銹鋼做的，是50天的時(shí)間，主要是提高它的燃油效率。別看這7%，這對(duì)于航空領(lǐng)域，包括一些高性能的傳統(tǒng)機(jī)械來(lái)講是非常重要的。第二點(diǎn)是液壓容器，現(xiàn)在在液壓領(lǐng)域做了很多案例，主要是跟工程機(jī)械里面液壓閥、電磁閥做的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這里面需要大量的CAE，同時(shí)也證明金屬打印的確能改善原來(lái)出現(xiàn)的湍流的問(wèn)題，包括效率的問(wèn)題，我們可以減少壓損。第三是定位板，是在汽車電子里面的東西，主要提到的是定位。第四個(gè)是熱交換器。
    （PPT圖示）我們最終的目的是想實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，100件或者1000件，這就需要設(shè)備要更大，更加體量、更加體積、更加高效。這個(gè)體積是600X600X600，左邊是多路由嘴，航空航天的，右邊也是航空航天的一個(gè)盤件，這兩個(gè)是用四個(gè)激光頭做出來(lái)的。
    最后講一下非金屬。非金屬市場(chǎng)也是蠻大的，汽車的塑料材料是非常好的趨勢(shì)，因?yàn)榻饘俨牧嫌蟹浅６嗟膯?wèn)題，加工時(shí)間長(zhǎng)，非常貴。但是塑料材料，很遺憾在汽車行業(yè)產(chǎn)值太低，不到1萬(wàn)塊錢。如果可以把它開(kāi)發(fā)成更多新材料，并且敢去用它的話，我相信這個(gè)市場(chǎng)是非常大的。目前我們所知道的，能夠進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的有四個(gè)，目前汽車?yán)锩鎽?yīng)用最大的是PP聚丙烯，車身部件、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。另外是ABS材料，工裝夾具，包括內(nèi)外飾。第三是PU聚氨酯，這個(gè)材料現(xiàn)在在汽車?yán)锩嬷饕�是做一些�?nèi)飾，這次我們展會(huì)上帶來(lái)了很多TPU材料，叫高彈性聚氨酯，我們做的是放在鞋子里面穿的中底，但事實(shí)上我們公司已經(jīng)在接上海的一個(gè)開(kāi)發(fā)商用TPU做全包圍的座椅，更加舒服，根據(jù)體型設(shè)計(jì)高彈性、有記憶功能的彈性座椅，非常棒。最后一個(gè)是尼龍，現(xiàn)在從11、12、6，包括碳纖維都可以。
    （PPT圖示）這是我們自己以及和著名材料商所做的案例，像缸蓋罩、諧振腔、增壓管、中冷氣室和水室、軟管、搖臂工裝。
    我們?cè)诖蟮慕煌�領(lǐng)域客戶很多，從航空航天到軌道交通，像中車，杭叉工程器械，包括從輪胎、汽車電子等等，我們有很多客戶。
    最后分享一下他山之石。
    （PPT圖示）這里面有三家著名的公司，看幾個(gè)主要的數(shù)據(jù)，寶馬已經(jīng)生產(chǎn)了10萬(wàn)個(gè)增材制造零部件，大眾有26個(gè)工廠部署了90臺(tái)增塑機(jī)，這個(gè)數(shù)據(jù)有點(diǎn)老了，也許求在更新當(dāng)中。戴姆勒保守一點(diǎn)，已經(jīng)生產(chǎn)了1000個(gè)零件，備品倍件有150個(gè)。
    今天的分享就到這里，最后送給大家兩句話，希望共勉。第一，未來(lái)已來(lái)，只爭(zhēng)朝夕。因?yàn)樵霾闹圃煺f(shuō)到底是一個(gè)3D技術(shù)，這里面有技術(shù)難點(diǎn)。還有是跟行業(yè)如何打通的問(wèn)題，大家互相教育、互相分享。第二是在座同行們希望立足增材的價(jià)值，大家開(kāi)放、學(xué)習(xí)、實(shí)踐、迭代，共創(chuàng)增材制造在汽車行業(yè)的價(jià)值以及實(shí)踐。
    謝謝大家。