9月14—16日FORMNEXT展會(huì)，看3D打印技術(shù)如何顛覆傳統(tǒng)汽車制造

隨著多項(xiàng)利好政策出臺(tái)及各產(chǎn)業(yè)對(duì)智能制造的需求日益增加，中國的增材制造、粉末冶金和先進(jìn)陶瓷市場(chǎng)深具潛力。據(jù)工業(yè)3D打印咨詢公司AMPOWER最近發(fā)表布的報(bào)告預(yù)測(cè)，環(huán)球增材制造市場(chǎng)到2026年的年增長率將達(dá)18.2%，規(guī)模將超過1,375億元人民幣。在汽車增材制造領(lǐng)域，F(xiàn)ORMNEXT+PM SOUTH CHINA展會(huì)一直在為展商提供優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)聯(lián)系服務(wù)，幫助其建立強(qiáng)大的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

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今天和大家分享：汽車+3D打印

在車輛的設(shè)計(jì)研發(fā)階段，若只考慮尺寸與裝配驗(yàn)證，那么車上幾乎絕大多數(shù)的非精密零部件目前都可以通過3D打印技術(shù)制造，并滿足驗(yàn)證的要求；但若要實(shí)現(xiàn)功能性驗(yàn)證，甚至要脫離研發(fā)階段，去實(shí)現(xiàn)最終使用乃至量產(chǎn)，那么可使用3D打印制造并替換的零件種類數(shù)量就會(huì)減少，因?yàn)橐�選擇出合適的3D打印材料和工藝，并匹配零件的實(shí)際工況要求，這往往需要汽車與3D從業(yè)雙方積極的探索和溝通，并投入時(shí)間與精力為之攻關(guān)，這也是新技術(shù)應(yīng)用最難的部分。不過今天我們也確實(shí)看到了一個(gè)又一個(gè)新應(yīng)用的出現(xiàn)，3D打印與汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)也越來越多、越來越熱烈。

一輛汽車可以簡(jiǎn)單的分為發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣設(shè)備這幾大部分，也可以再細(xì)分為更多的子系統(tǒng)，通常一輛車上的零件數(shù)量達(dá)到1-2萬個(gè)，按照材料類型可粗分為金屬與非金屬2大類，其中金屬零件占大多數(shù)，用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車身、車架、懸架、底盤和電子設(shè)備上，而非金屬材料則主要用于車輛的內(nèi)飾、外飾、密封件、輪胎等部位。

3D打印發(fā)展至今不過三十幾年，材料種類還在不斷豐富、生產(chǎn)成本也在不斷降低、工藝逐步走向成熟，另外，汽車與3D打印從業(yè)者雙方都在積極的相向而行，汽車行業(yè)內(nèi)大規(guī)模普及使用3D打印技術(shù)的一天很快就會(huì)到來。隨著2022年招展工作開展，短短數(shù)月內(nèi)已獲得眾多的增材制造企業(yè)確認(rèn)參展，本期非金屬題材汽車增材制造領(lǐng)域的代表展商有：贏創(chuàng)、巴斯夫、Anisoprint、盈普、遠(yuǎn)鑄、思看、Materialise。這些領(lǐng)軍品牌及企業(yè)將于三天展會(huì)期間展示他們嶄新的產(chǎn)品和解決方案。

Anisoprint
展位號(hào)：B22

Anisoprint獨(dú)創(chuàng)CFC復(fù)合纖維共擠技術(shù)——經(jīng)過預(yù)浸潤的連續(xù)纖維在擠出前，會(huì)在同一個(gè)熔融腔內(nèi)與少量的基底材料進(jìn)行加熱復(fù)合，經(jīng)過共同擠出的連續(xù)纖維復(fù)合材料則可以靈活又緊密地與熔點(diǎn)300℃以下的塑料打印層相結(jié)合；同時(shí)賦予其極高的強(qiáng)度支撐，在輕量化和強(qiáng)度上達(dá)到最優(yōu)配比。同時(shí)，使用熱固性基底材料可廣泛應(yīng)用于汽車部件。

如圖所示，由Auru軟件切片系統(tǒng)設(shè)計(jì)出的剎車踏板和搖桿零部件，為高端跑車和超性能賽車提供了傳統(tǒng)部件替代品——相比于傳統(tǒng)CNC技術(shù)得到的單一結(jié)構(gòu)部件大大節(jié)約了時(shí)間，且實(shí)驗(yàn)顯示減輕近60%的重量。同時(shí)，軟件的開源意味可以打印出大多數(shù)CNC技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的形狀。

Materialise
展位號(hào)：C68

在3D打印軟件和服務(wù)領(lǐng)域，來自比利時(shí)的Materialise則是全球無可爭(zhēng)議的領(lǐng)軍者，它擁有業(yè)界最大的軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)與全球頂級(jí)的3D打印工廠。全球多家知名汽車公司、航空制造公司以及電子消費(fèi)品公司都是其客戶。Materialise全球員工超2000人，是比利時(shí)全國最大的企業(yè)之一。
一個(gè)經(jīng)典的案例，豐田與matereialise共同發(fā)起了一個(gè)項(xiàng)目，重制汽車座椅，減輕其重量并確保其具有最佳的散熱性，只為增強(qiáng)汽車座椅的舒適性與安全性。經(jīng)過優(yōu)化后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠使汽車座椅的體積降低高達(dá)72％，質(zhì)量減少了高達(dá)18公斤。
沃爾沃根特工廠與Materialise 合作，對(duì)一款裝配汽車標(biāo)志用的夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)創(chuàng)新，新夾具采用3D打印零件與現(xiàn)成零件相結(jié)合的制造方式。這種設(shè)計(jì)方式，更易于滿足汽車生產(chǎn)線對(duì)夾具的個(gè)性化需求。

巴斯夫Forward AM
展位號(hào)：C58

巴斯夫生產(chǎn)出用于汽車內(nèi)飾的熱塑性聚氨酯 (TPU) 粉末，F(xiàn)orward AM 的 Ultrasint® 產(chǎn)品組合中的 TPU 粉末已經(jīng)完美地適應(yīng)了使用增材制造工藝Multi Jet Fusion (MJF) 和選擇性激光燒結(jié) (SLS) 創(chuàng)建各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式：

Ultrasint® TPU01 是專為 Hewlett Packard (HP) 5200 系列 Multi Jet Fusion 打印機(jī)設(shè)計(jì)的多用途 TPU 粉末。Ultrasint®TPU01 提供強(qiáng)大、靈活和耐用的零件性能，以及出色的表面質(zhì)量和細(xì)節(jié)水平。該材料極易打印，具有極高的工藝穩(wěn)定性，是 3D 打印市場(chǎng)中柔性材料產(chǎn)量最高的材料之一。這些獨(dú)特的特性使其非常適合使用 HP Multi Jet Fusion 打印機(jī)對(duì)晶格結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行批量生產(chǎn)。

Ultrasint®TPU 88A是一種多用途材料，可用于激光燒結(jié)。采用這種材料生產(chǎn)的零件可提供高減震作用或優(yōu)異的回彈性能，以及良好的抗疲勞性能。Ultrasint®TPU 88A顯示出平衡的性能特征，具有良好的靈活性，且可實(shí)現(xiàn)完全自由設(shè)計(jì)以及較高的細(xì)致程度和表面質(zhì)量。它同時(shí)具有高PBF機(jī)器易用性和高工藝穩(wěn)定性，提供了80%的可重復(fù)使用率。

思看
展位號(hào)：C22

與電腦裁膜的前提是獲取車型的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)不同的是，思看生產(chǎn)的手持式3D掃描儀憑借其高效精準(zhǔn)、靈活便攜的優(yōu)勢(shì)，恰好能夠解決這一痛點(diǎn)。高效且可批量化的數(shù)據(jù)獲取，有助于車衣廠商搭建豐富的車型數(shù)據(jù)庫，源源不斷地滿足不同車型車衣的定制需求。

首先使用KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀掃描獲取車身完整三維數(shù)據(jù)；通過配套三維軟件處理生成車輛3D模型，繼而對(duì)模型進(jìn)行后處理、曲面展開、制作車膜版形圖；根據(jù)版形圖進(jìn)行電腦裁膜；最后進(jìn)行整車裝貼。KSCAN-Magic系列復(fù)合式3D掃描儀輕巧便攜，高效靈活，可隨時(shí)開掃，應(yīng)對(duì)各類掃描現(xiàn)場(chǎng)；非接觸式測(cè)量，簡(jiǎn)單易上手的操作， 0.010 mm的最高分辨率，保證了KSCAN-Magic 能夠輕松獲取車身曲面完整數(shù)據(jù)，且邊緣細(xì)節(jié)完整，為后續(xù)車衣的完美貼合度提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

盈普三維
展位號(hào)：B26

盈普是國內(nèi)SLS增材制造設(shè)備的代表廠家，從事三維打印業(yè)務(wù)二十多年，針對(duì)不同行業(yè)應(yīng)用成功開發(fā)出S和P系列激光燒結(jié)增材制造系統(tǒng)以及多款專用高復(fù)用性粉體，是國內(nèi)首家獲得德國萊茵TüV認(rèn)證的激光燒結(jié)增材制造廠家。

盈普持續(xù)進(jìn)行汽車應(yīng)用方面的探索。汽車主機(jī)廠方面，目前與東風(fēng)汽車集團(tuán)以及廣汽集團(tuán)的合作較為深入。東風(fēng)汽車集團(tuán)在新車試制的過程中使用SLS技術(shù)打印原型零件，包括使用Precimid1172Pro GF30 BLK材料打印的中控面板和用Precimid1172Pro材料打印的配電箱殼體等，前者是一款30%玻璃增強(qiáng)的尼龍12材料，具備優(yōu)秀的強(qiáng)度與抗沖擊性能，后者則是通用型尼龍12材料，擁有良好的綜合性能和表面質(zhì)量。東風(fēng)汽車在使用3D打印技術(shù)后，可以避開制造塑料零件時(shí)需要的注塑或機(jī)加工工藝，將原型零件的制造流程簡(jiǎn)化，并降低外包成本和模型泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

贏創(chuàng)
展位號(hào)：C66

贏創(chuàng)推出全新3D打印INFINAM® PEEK 9359 F是一種用于工業(yè)級(jí)3D打印應(yīng)用的聚醚醚酮絲材，可直接用于標(biāo)準(zhǔn)的PEEK材料FF/FDM 3D打印機(jī)。由于具有高機(jī)械強(qiáng)度、耐水解性、良好的阻燃性等特性，這一材料特別適用于生產(chǎn)航空航天、汽車和石油天然氣行業(yè)的輕質(zhì)高性能3D打印部件。

與不銹鋼相比，由贏創(chuàng)INFINAM® PEEK 9359 F制成的3D打印部件重量可減輕約80%，韌性提高30%，且具有優(yōu)異的抗疲勞性能。因此，這一高性能材料特別適用于要求苛刻的輕量化應(yīng)用。INFINAM® PEEK 9359 F還具有出色的耐磨性和低滑動(dòng)摩擦系數(shù)，是制造輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件的理想材料。

遠(yuǎn)鑄智能
展位號(hào)：C38

遠(yuǎn)鑄系列工業(yè)3D打印機(jī)在汽車生產(chǎn)的各個(gè)階段都開辟了新的道路；從設(shè)計(jì)、研發(fā)階段的原型驗(yàn)證，生產(chǎn)階段的工裝夾具制作以及汽車后市場(chǎng)的改裝和備品備件，汽車工業(yè)是3D打印在其過程中的使用和集成的先驅(qū)之一。FDM不同的材料有其獨(dú)特屬性，包括透明性，生物相容性，F(xiàn)ST 認(rèn)證，耐化學(xué)性，耐熱性和強(qiáng)度等，這些屬性使得材料選擇任務(wù)變得相當(dāng)簡(jiǎn)單。幫助企業(yè)在汽車制造領(lǐng)域節(jié)省成本和時(shí)間，縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間。