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【未來(lái)趨勢(shì)】3D打印在未來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用分析

升華三維 2023-03-27 | 閱讀：987

在計(jì)算機(jī)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化普及的背景下，機(jī)械零部件,、電子零部件開(kāi)始以更加高的質(zhì)量,、更加低的成本,、更多元的樣式實(shí)現(xiàn)了多樣化發(fā)展,。在此背景下,，增材制造（3D打?。┘夹g(shù)也得到了快速的發(fā)展,，在汽車(chē)零部件的加工制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,。同時(shí),，隨著”中國(guó)制造2025“計(jì)劃的提出，輕量化,、個(gè)性化,、智能化發(fā)展將成為未來(lái)汽車(chē)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

3D打印在汽車(chē)設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3D打印能夠制造極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件,，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的快速無(wú)模成型等一系列優(yōu)勢(shì),，因此也備受汽車(chē)制造商的青睞。它不僅可以縮短汽車(chē)研發(fā)周期,，同時(shí)也能節(jié)約汽車(chē)生產(chǎn)的成本,，還能擺脫傳統(tǒng)汽車(chē)制造對(duì)模具的依賴(lài)，對(duì)促進(jìn)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展有著重要的意義,。其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)如下：

其一,、傳統(tǒng)機(jī)械加工方式主要包含車(chē)銑刨磨四種類(lèi)型，其共同特點(diǎn)都是減材加工,，而3D打印技術(shù)采用增材加工方式,，可以節(jié)省大量原材料，節(jié)約了生產(chǎn)成本,；

其二,、采用3D打印技術(shù)，無(wú)需模具制造,，工具夾裝等,。技術(shù)集成度高，能夠縮短產(chǎn)品研制周期,，提高生產(chǎn)率,。

其三,、與鑄造、鍛造零件不同,，3D打印能夠依據(jù)計(jì)算機(jī)中的模型,，制造形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，且能實(shí)現(xiàn)小批量的生產(chǎn),。

其四,、3D打印可以充分的進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（如中空夾層、鏤空點(diǎn)陣,、一體化結(jié)構(gòu),、生成式異性拓?fù)涞龋梢灾圃斐鲂阅芨鼉?yōu),，重量更輕的零件,。還能將多個(gè)零件合并為一個(gè)一體的部件，減少了安裝步驟,。尤其是電動(dòng)汽車(chē),，為了增加續(xù)航里程，輕量化就顯得更為重要,。因此,，一些零件，3D打印可能比傳統(tǒng)工藝制造的零件成本更高,，但如果考慮到后期的使用成本,，反而整體成本更低。

未來(lái),，3D打印在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用

如今3D打印已經(jīng)走進(jìn)我們的日常,，在各個(gè)方面為我們的生活工作提供便利，如教育,、醫(yī)療,、航天航空等。而汽車(chē)行業(yè)已成為3D打印應(yīng)用的主要行業(yè)之一,，那么對(duì)于未來(lái),，3D打印在汽車(chē)行業(yè)都有哪些應(yīng)用呢？

數(shù)字備件倉(cāng)庫(kù)

由于汽車(chē)會(huì)損壞需要維修,，廠(chǎng)家在生產(chǎn)汽車(chē)的時(shí)候也會(huì)生產(chǎn)一定量的零部件備存，而且4S店,、汽車(chē)維修店都會(huì)備一些零部件,。不過(guò)因?yàn)槠?chē)零件實(shí)在太多了，將導(dǎo)致庫(kù)存成本居高不下,。而生產(chǎn)廠(chǎng)家也可能會(huì)因零部件不足而重新生產(chǎn),，導(dǎo)致維修周期增長(zhǎng),。這也是為什么眾多汽車(chē)制造商開(kāi)發(fā)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)平臺(tái)，從而減少備件庫(kù)存,，而應(yīng)對(duì)不同產(chǎn)品售后運(yùn)營(yíng)的主要措施,。

未來(lái)，數(shù)字零部件倉(cāng)庫(kù)將成為一種新型的備件方式,，終端服務(wù)點(diǎn)可以通過(guò)3D 打印技術(shù)直接實(shí)現(xiàn)所需零部件的制造,，從而讓減輕庫(kù)存壓力和縮短維修時(shí)長(zhǎng)成為可能。

新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)認(rèn)證

汽車(chē)作為現(xiàn)代工業(yè)文明的集大成產(chǎn)物,，從設(shè)計(jì)到量產(chǎn),，期間的研發(fā)需要制作大量的樣件用于產(chǎn)品認(rèn)證。而在沒(méi)有3D打印之前,，這些樣件是通過(guò)手工,、CNC等多種方法加工制成的。

▲3D打印設(shè)計(jì)制造的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件（來(lái)源：升華三維）

而在現(xiàn)今,，在研發(fā)階段,，已經(jīng)有大量的樣件是通過(guò)3D打印來(lái)制作了。隨著3D打印技術(shù)的進(jìn)步,，其制作周期短,，精度高，成本低的優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步凸顯,。

批量生產(chǎn)零件

由于3D打印的定制化,、個(gè)性化的特征，這也是其不適宜大批量生產(chǎn)的主要原因,，因此目前制造的零件直接應(yīng)用在量產(chǎn)車(chē)上還是比較少,，大部分還是用作測(cè)試件。比如各種超級(jí)跑車(chē),，F(xiàn)1賽車(chē)等,，以此作為改裝件。而由于3D打印定制程度高,，成型限制小,，可以制造出經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化的零件，這些零件往往具有復(fù)雜的幾何形狀,，比原來(lái)的零件更輕,，性能更好。

▲3D打印汽車(chē)金屬結(jié)構(gòu)件（來(lái)源：升華三維）

目前,，已有不少汽車(chē)行業(yè)頭部廠(chǎng)商在加大3D打印技術(shù)研發(fā),。以期用3D打印技術(shù)來(lái)批量生產(chǎn)零件，為汽車(chē)帶來(lái)更好的性能。

分布式生產(chǎn)

分布式生產(chǎn)(Distributed Manufacturing,，DM)是基于本地的小規(guī)?？焖僭O(shè)計(jì)與生產(chǎn)。源自于工程能力,，盡可能以接近量產(chǎn)化的成本生產(chǎn)出少量零件,，而不是大批量、集中化的生產(chǎn)模式,。汽車(chē)行業(yè)是一個(gè)高度集中的產(chǎn)業(yè),，大量的零部件被運(yùn)往工廠(chǎng)，在生產(chǎn)線(xiàn)上組裝成整車(chē),，再運(yùn)往全球各地進(jìn)行銷(xiāo)售,。由此，需要使用大量的運(yùn)力,。而3D打印可以實(shí)現(xiàn)分布式生產(chǎn),，在當(dāng)?shù)?D打印出底盤(pán)、各種零件,，再組裝,。

3D打印整車(chē)

從目前的來(lái)看，打印整車(chē)離量產(chǎn)還有一定距離,，不過(guò)這些年來(lái),，各種3D打印的汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)也是不少,。當(dāng)前的3D打印技術(shù),，已經(jīng)可以用來(lái)打印整車(chē)底盤(pán)，車(chē)架,，車(chē)門(mén)等,，且3D打印的底盤(pán)等部件可以整合多個(gè)部件，實(shí)現(xiàn)一體成型,，不僅可以減少裝配時(shí)間,，還可以提升牢固度。

▲3D打印概念汽車(chē)（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

雖然目前受限于打印速度,，不具備批量生產(chǎn)的能力,。但當(dāng)打印速度和技術(shù)成熟度提升到一定階段時(shí)，3D打印整車(chē)也將照進(jìn)現(xiàn)實(shí),。

相向而行,，3D打印在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用價(jià)值無(wú)限

3D打印具備傳統(tǒng)制造工藝無(wú)法比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可在不犧牲結(jié)構(gòu)部件性能的情況下,，實(shí)現(xiàn)部件的整合設(shè)計(jì)并制造,，為汽車(chē)制造提供新的設(shè)計(jì)思路和發(fā)展途徑,。在3D打印技術(shù)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)合越來(lái)越緊密的今天，我們發(fā)展3D打印工藝在逐步走向成熟,、材料種類(lèi)也在不斷豐富、生產(chǎn)成本在不斷降低,。相向而行,，相信汽車(chē)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(lái)。

升華三維作為具備材料開(kāi)發(fā),、設(shè)備研發(fā)生產(chǎn),、系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)到脫脂和燒結(jié)工藝為一體的金屬/陶瓷間接3D打印解決方案供應(yīng)商。在助力汽車(chē)工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展方面,，升華三維將以增材制造“數(shù)字化,、個(gè)性化、定制化”的技術(shù)特點(diǎn),，通過(guò)金屬/陶瓷間接3D打印技術(shù)幫助汽車(chē)生產(chǎn)制造工業(yè)創(chuàng)造更多效益與價(jià)值,。