干貨：3D打印在一汽大眾汽車研發(fā)與生產(chǎn)的應(yīng)用

2019年5月7日，南極熊在SAMPE 中國2019年會的“汽車工程師大會暨汽車材料與工藝創(chuàng)新應(yīng)用高峰論壇”上，聽到了一汽大眾技術(shù)開發(fā)部的高級工程師 吳宏濤的演講。

3D打印的種類以及優(yōu)缺點

3D打印在汽車研發(fā)的生產(chǎn)中的應(yīng)用實例
PT裝車用零件——塑料件
下圖2——9的清洗液罐采用SLS工藝制作，完成后需做密封處理，后與批量零件組裝在一起，并粘接牢固，如下圖所示，該零件組裝后發(fā)往德國的路試試驗車上，大大節(jié)省了開發(fā)時間與費用，圖2-10是空調(diào)風道連接件，壁厚較厚，可以用于裝車。

下圖的熟料線夾零件用于電動車開發(fā)過程中的PT樣車裝車，在電動車存在很多線夾，為保護和固定線束，經(jīng)常使用下圖所示的線夾零件，如下圖所示，裝車的時候，線束安放在線夾槽中，線夾蓋板翻折90度，這一簡單動作，對打印材料的性能要求很高。

下圖的風道用于整車開發(fā)過程中的PT樣車裝車，風道零件的試制一直是試制領(lǐng)域的難點和痛點，傳統(tǒng)的建議鋼膜吹塑工藝試制成本高，周期長，硅膠模工藝試制不受尺寸限制，而且軸心困難，多采用分半制造，再粘合起來的辦法，試制出來的風道耐沖擊性差，強度不好，采用SLS粉末打印后所有問題都迎刃而解。

下圖是砂型打印工藝制作的進氣歧管，無論制作周期和試制成本都是傳統(tǒng)砂鑄無法比擬的。

測量夾具和工裝夾具
下圖2-12零件尺寸較大，最大尺寸500多毫米，切壁厚較厚，由于采用蜂窩結(jié)構(gòu)形成，不到一周就完成了試制，重量較輕，采用 New Bora 汽車后蓋與側(cè)圍設(shè)計間隙評價，圖2-13是SLS打印的生產(chǎn)夾具。

金屬嵌件類零件
圖2-16是幾種常見的FDM快速成型金屬嵌件類型，常見的嵌件有螺母、螺母套、襯套、內(nèi)嵌螺柱常見，需要在FDM制件的過程中嵌入。

油箱口蓋密封件的制作
郵箱扣蓋密封件結(jié)構(gòu)比較特殊，他是軟硬兩種材料組合，切相互嵌入，裝車對強度要求比較高，普通3D打印無法滿足要求，本例采用FDM\SLA\硅膠模生產(chǎn)工藝共同完成，該零件制作周期5天，效果十分好，這個例子充分說明，該種3D打印工藝不僅是競爭關(guān)系，更重要的是相互補充。

工裝夾具
下圖2-15視為生產(chǎn)部門試制的某B級車后蓋大眾裝備夾具，圖2-14位德國削銑加工制作的，要加10000元人民幣，圖2-14是我們自己采用FDM工藝制作的后蓋大眾尾標裝備夾具，該夾具的制作成本在1000元以內(nèi)。

集中常見的3D打印工藝所用材料的機械特性

△惠普3D打印尼龍的熱變形溫度最高，華曙高科SLS 尼龍打印的次之，SLA樹脂材料的最低。

沖汽車行業(yè)看未來3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢
3D打印零件有望在一下3類零件的大批量生產(chǎn)中獲得突破：
1、拓撲設(shè)計零件的加工制造
2、集成化設(shè)計零件的制造
3、零件設(shè)計的布局加強

3D打印技術(shù)從20世紀80年代興起，各種打印技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計和研發(fā)中，尤其在汽車行業(yè)，3D打印越來越多，但是，3D打印目前在汽車上的應(yīng)用，還主要集中在研發(fā)上，在批量生產(chǎn)的汽車上還沒有應(yīng)用，究其原因，有兩點：一點是，汽車零件生產(chǎn)目前還是以模具為主，因為對于大批生產(chǎn)，模具的單件成本更低，成型效率更高，另一點，他是最重要的一點，3D打印材料的性能與人們要求任然相距很大。

研發(fā)性能更好3D打印材料將是3D打印行業(yè)的重中之重，同時也決定著3D打印行業(yè)未來的發(fā)展，相信3D打印在不遠的將來，將在小批量生產(chǎn)領(lǐng)域大顯身手。
基于此，從汽車行業(yè)看3D打印的未來發(fā)展趨勢：
1、機械性能更好的材料
2、打印零件表面質(zhì)量更好
3、打印成形速度更快
4、打印材料更加便宜