凱迪拉克 CELESTIQ 使用大尺寸砂型3D打印機(jī)鑄造汽車零件

2023年3月，南極熊獲悉，德國3D打印機(jī)制造商voxeljet AG（納斯達(dá)克股票代碼：VJET ）已被通用汽車委托生產(chǎn)凱迪拉克CELESTIQ 。特別是，其美國客戶Tooling & Equipment International (TEI) 正在利用世界上最大的砂型 3D 打印機(jī) voxeljet 的 VX4000進(jìn)行3D砂芯打印，為 CELESTIQ 系列生產(chǎn)大尺寸、輕量化的結(jié)構(gòu)部件。



CELESTIQ 有100 多個(gè) 3D 打印部件，每個(gè)系列的電動(dòng)汽車 (EV) 都將是手工打造的，是限量的，標(biāo)價(jià) 300,000 美元。增材制造 (AM) 是這項(xiàng)任務(wù)的理想選擇，因?yàn)榕c豪華汽車的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)相比，它能夠以更低的成本生產(chǎn)高性能部件。


△凱迪拉克 CELESTIQ 的后 3/4 視圖位于俯瞰群山的高原上。

砂型鑄造是生產(chǎn)大型金屬部件的關(guān)鍵技術(shù)，特別是對(duì)于像這樣的限量系列，沖壓在成本上沒有競爭力。作為通用汽車的供應(yīng)商，TEI 正在使用 VX4000 3D 打印總共 51 個(gè)砂芯，為 CELESTIQ 的車身底部結(jié)構(gòu)鑄造大型輕量化元件，通用汽車正在用 6 個(gè)大型精密砂鑄鋁部件替換 30 到 40 個(gè)沖壓部件。


△VX4000 3D 打印砂芯。圖片由 Tooling & Equipment International (TEI) 提供。

為了盡可能經(jīng)濟(jì)、輕便地生產(chǎn)復(fù)雜部件，TEI 3D 打印了內(nèi)芯。因此，可以將加強(qiáng)特征結(jié)合到芯的中空部分中，這對(duì)于傳統(tǒng)制造在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。借助 VX4000，TEI 能夠在一個(gè)晚上為多輛汽車批量生產(chǎn)數(shù)百個(gè)內(nèi)芯。打印完成后，將芯子打磨光滑并涂上防火涂層，然后再將它們放入砂模中進(jìn)行澆鑄。TEI 總裁 Oliver Johnson 解釋說：“不適用額外工具，利用 VX4000 打印機(jī)的大構(gòu)建體積，可以顯著縮短交付時(shí)間并生產(chǎn)具有優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輕型組件。這在傳統(tǒng)方式下是不可能的�！�

該機(jī)器尺寸為 4 x 2 x 1 米，在 2018 年與 voxeljet 合作后，TEI 每年生產(chǎn)超過 500,000 升 3D 打印沙子。TEI 購買了第三臺(tái) VX4000，也是唯一一家擁有三臺(tái)VX4000砂型打印機(jī)的美國公司，每年共生產(chǎn) 250 萬升。


△Tooling & Equipment International (TEI) 的 VX4000。

Desktop Metal（紐約證券交易所代碼：DM）占據(jù)著砂型3D打印機(jī)的最大市場份額，voxeljet 擁有大尺寸砂型打印機(jī)。鑒于過去幾年的并購活動(dòng)，voxeljet 可能是Desktop 的收購目標(biāo)，Desktop 正在推出自己的基于機(jī)械臂的沙子3D打印機(jī)。

通用汽車準(zhǔn)備在 2024 年推出不到 1,000 輛汽車，未來會(huì)收到更多供應(yīng)商的消息，這家汽車巨頭將參與 CELESTIQ 項(xiàng)目。未來能夠更加詳細(xì)了解將使用哪些增材制造技術(shù)。到目前為止，我們知道惠普將參與其中�？梢圆聹y其中一家公司可能是Divergent Technologies，因?yàn)樵摴�司稱它正在與 10 大汽車原始設(shè)備制造商中的 8 家合作。

同樣值得考慮的是 CELESTIQ 在制造、3D 打印和汽車的領(lǐng)域中代表著什么。盡管凱迪拉克歷來被視為奢侈品牌，但對(duì)于一家車型售價(jià)遠(yuǎn)低于 10 萬美元的公司而言，30 萬美元的價(jià)格已經(jīng)過高。這種新方法，連同數(shù)字生產(chǎn)和手工工藝的使用，表明了汽車行業(yè)的范式轉(zhuǎn)變。

隨著世界逐漸遠(yuǎn)離化石燃料并努力尋找替代能源，普通人是否仍然能夠負(fù)擔(dān)得起擁有自己的汽車？或者租賃、拼車和輕型電動(dòng)交通工具（例如踏板車）的新模式會(huì)取代這個(gè)概念嗎？與此相關(guān)的是，我們不得不懷疑增材制造是否真的會(huì)達(dá)到大規(guī)模生產(chǎn)水平？或者所有的制造都將保留給大眾的廉價(jià)必需品和中上層及以上階層的高端奢侈品？隨著地球上資源消耗的越來越多，可能會(huì)有這樣的趨勢。