潛力巨大，本田汽車正將3D打印技術(shù)融入研發(fā)和生產(chǎn)流程

導(dǎo)讀：日本汽車制造商本田正在汽車、摩托車、賽車、動力設(shè)備、航空航天以及輪椅競速產(chǎn)品等領(lǐng)域探索 3D 打印技術(shù)的應(yīng)用。主要研究激光粉末床熔融（LPBF）技術(shù)如何 “為制造流程增添新價值”。

本田汽車表示，3D 打印能夠以比傳統(tǒng)方法更低的成本，快速且高效地生產(chǎn)復(fù)雜形狀的產(chǎn)品。3D 打印 “智能工廠” 具有巨大潛力，有望 “大幅縮短從研發(fā)到大規(guī)模生產(chǎn)的流程”。

本田已經(jīng)在內(nèi)部使用 LPBF 3D 打印技術(shù)制造汽車發(fā)動機部件，其中包括甲骨文紅牛車隊 F1 賽車使用的活塞和渦輪外殼。此外，還為競速輪椅生產(chǎn)經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化的輕質(zhì)鋁制把手。

本田的金屬 3D 打印技術(shù)

本田正致力于將金屬增材制造技術(shù)更廣泛地融入研發(fā)和生產(chǎn)流程，目前所使用的設(shè)備包括尼康 SLM Solutions 公司的設(shè)備。

通過優(yōu)化工藝參數(shù)、記錄材料沉積情況以評估熔化狀態(tài)，以及監(jiān)測溫度和激光功率，本田積累了豐富的增材制造專業(yè)知識。他們還運用工藝模擬技術(shù)，預(yù)測并減少潛在的變形問題，提高部件的尺寸精度。本田表示，金屬 3D 打印技術(shù)使他們能夠制造出傳統(tǒng)鑄造和鍛造技術(shù)無法實現(xiàn)的復(fù)雜形狀部件。

2019 年，本田與甲骨文紅牛車隊合作，為 F1 賽車提供發(fā)動機。金屬增材制造技術(shù)幫助他們快速適應(yīng)規(guī)格變化，制造出復(fù)雜的薄壁部件，進(jìn)而縮短了交付周期，降低了成本。

作為為 F1 衛(wèi)冕冠軍馬克斯・維斯塔潘提供動力的賽車巨頭，甲骨文紅牛車隊此前一直使用鋁鍛造工藝生產(chǎn)發(fā)動機活塞。本田則改用 LPBF 3D 打印技術(shù)，使用鐵粉來增強部件抵抗燃燒壓力的能力。盡管鐵比鋁重，但新穎的 3D 打印幾何結(jié)構(gòu)使最終部件比傳統(tǒng)部件更輕。

同樣，F(xiàn)1 車隊的渦輪外殼部件此前由耐熱鎳基合金通過精密鑄造制成。這些大型部件的薄壁部分在傳統(tǒng)制造過程中容易出現(xiàn)變形問題。據(jù)報道，3D 打印渦輪外殼解決了這些問題，使本田在滿足嚴(yán)格要求的同時，降低了成本并縮短了生產(chǎn)時間。

金屬增材制造技術(shù)還被用于制造本田競速輪椅（也稱為 “手搖自行車”）的鋁制車把。作為領(lǐng)先的摩托車品牌，本田希望通過 3D 打印技術(shù)減輕車把重量，并提高碰撞時的安全性。

由于每位運動員手部形狀不同，最佳的車把幾何形狀也各異。此前，這些部件由焊接鋁管制成，定制空間非常有限。為解決這一問題，本田利用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計出更符合人體工程學(xué)的部件，同時實現(xiàn)了輕量化和強度優(yōu)化。這家日本公司表示，車把的網(wǎng)狀握把是實現(xiàn)輕量化的關(guān)鍵，而這一結(jié)構(gòu)只有通過金屬 LPBF 3D 打印技術(shù)才能制造出來。

增材制造在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著汽車制造商在原型制作、模具制造和最終使用部件等方面追求材料、成本和時間的節(jié)約，3D 打印在汽車制造中的作用日益重要。

2024 年 12 月，核心制造商 Laempe Mössner Sinto 向汽車巨頭寶馬的鑄造廠交付了六臺砂型 3D 打印機。這條自動化、大批量的粘結(jié)劑噴射 3D 打印生產(chǎn)線能夠制造汽車關(guān)鍵部件的砂芯和砂模。寶馬已使用該技術(shù)生產(chǎn)最新款六缸汽車。據(jù)報道，這種增材制造解決方案省去了人工操作步驟，實現(xiàn)了完全自動化的生產(chǎn)和型芯取出流程。

另外，日本 SUV 制造商斯巴魯公司利用惠普的多噴射融合技術(shù)，為 Boostgear Package 概念車 3D 打印部件。在 2024 年東京汽車沙龍上宣布的這一合作項目，由斯巴魯與惠普日本公司以及 DMM.make 3D Print 共同開展，旨在探索汽車設(shè)計和生產(chǎn)中增材制造的新可能性。

惠普的 Jet Fusion 4200 和 5420W 3D 打印機使斯巴魯無需使用模具。據(jù)報道，這使得生產(chǎn)具有獨特幾何形狀的部件變得快速便捷。此外，斯巴魯還采用了惠普的 3D 高可重復(fù)使用 PA 12 材料，這是一種以耐熱和耐候性著稱的尼龍材料。這款材料不僅具備所需的結(jié)構(gòu)強度，而且材料回收率高達(dá) 80%。

最近，成立于 1903 年的全球汽車制造商福特汽車公司宣布，正在使用 3D 打印技術(shù)為其二十年來的首次 F1 賽事做準(zhǔn)備。福特計劃在 2026 賽季參賽，目前已在其增材制造實驗室生產(chǎn)了 1000 多個 3D 打印汽車部件，包括電池冷板和其他系統(tǒng)的冷卻板。這些部件將應(yīng)用于賽車的內(nèi)燃機和混合動力技術(shù)中。


來源：3dprintingindustry