在3D打印技術眾多的應用領域中，汽車行業(yè)是3D打印技術最早的應用者之一。早在3D打印技術發(fā)展的初期，一些歐美發(fā)達國家的汽車制造企業(yè)就開始將3D打印技術應用于汽車研發(fā)過程，如今已經(jīng)被廣泛應用于汽車零部件的研發(fā)。
近日，我們走進上海某汽車零部件企業(yè)，了解3D打印是如何應用于汽車零部件制造，以及3D打印對汽車行業(yè)帶來的影響和轉變。
該汽車零部件公司主要業(yè)務是生產(chǎn)天窗系統(tǒng)，包括普通天窗、全景天窗、以及全天窗模塊等產(chǎn)品，具有優(yōu)秀的設計、工程和制造能力，寶馬、通用、大眾等名牌企業(yè)都是他們的客戶。
為了彌補在產(chǎn)品研發(fā)驗證方面的缺陷，經(jīng)過8個月時間的充分調研，他們最終鎖定了美國Stratasys公司最新的FDM工業(yè)級設備F123系列——Stratasys F270
材料方面，由于ABS材料良好的強度、柔韌性、機械加工及抗高溫性能，以及經(jīng)過了嚴格的抗10000次的耐磨性測試，成為其研發(fā)工程師的首選塑料，完全滿足他們對零部件強度的要求。
采用3D打印技術制造的ABS汽車零部件
實際環(huán)境中，這款3D打印設備的使用體驗如何呢?負責的研發(fā)工程師稱，經(jīng)過日夜不間斷的打印測試，目前的良品率高達90%以上，不良品主要是由于工程師自身的原因造成，比如技術參數(shù)設置不準確，由設備自身原因導致的不良品率幾乎為零。生產(chǎn)效率方面，平均十幾個小時就能完成汽車零部件的打印，對其打印速度基本滿意，而且打印成本也在可接受的范圍內。從這個角度來看，3D打印設備已經(jīng)發(fā)展到了“可靠、一致、可預測”的程度。
工廠里的3D打印設備StratasysF270
目前，該公司引進3D打印技術主要的應用集中于研發(fā)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為3D打印試驗模型、功能性原型等形式。相關負責人表示：“以前在汽車天窗部件上的研發(fā)采用CNC機床或者手工制造，包括切削、鉆孔、粘接等工藝，費時費力，甚至不少樣件需要委外加工，如果達不到要求就要重新做，大量的時間成本就耗費在這個環(huán)節(jié)。有了3D打印機以后，我們自己就能做研發(fā)，不再需要委外加工，簡單快捷，并且能夠實現(xiàn)快速修改設計方案并反復大量迭代。在確保原型產(chǎn)品設計質量的同時，大大縮短了產(chǎn)品設計和原型開發(fā)所需的時間，提高了研發(fā)效率。”
據(jù)介紹，該公司自行打印比委外加工的成本支出降低了近50%。此外，由于委外加工的采購流程非常繁雜，把3D打印的制造全程放在自己公司后，時間成本有非常明顯的節(jié)省。
由于“直接制造”對零部件機械性能、光潔度等要求嚴格，因此對3D打印技術水平的要求高，對應的成本也較高，國內目前更多地還是用于產(chǎn)品的原型驗證。另外，受到打印機成型尺寸的限制，有的大尺寸天窗部件需要分解成多個部分，打印完成之后進行拼接。
相比國外，國內汽車零部件企業(yè)目前自主購買使用3D打印設備的比例還不太高。但是，汽車行業(yè)由于自身規(guī)模大、研發(fā)投入多、應用3D打印技術時間長等因素，將在3D打印技術應用中占據(jù)重要位置。汽車行業(yè)巨大的市場規(guī)模為3D打印技術應用提供了廣闊的市場空間，我們相信在未來，3D打印在材料性能、成本方面有望達到汽車直接生產(chǎn)應用的要求，向具有更高價值的應用轉變。
