3D打印技術對汽車工業(yè)的制造有何影響？

隨著3D打印技術的興起，其應用領域不斷擴展，覆蓋了汽車、模板、醫(yī)療、航空、航海等行業(yè)。對于企業(yè)來說，成功和業(yè)績增長取決于不斷創(chuàng)新，只有這樣，才能保持競爭優(yōu)勢。去年5月，《哈佛商業(yè)評論》提出了研發(fā)支出是當今世界企業(yè)廣告支出的十倍。但是對于許多傳統(tǒng)制造商而言，在其工作流程中采用數(shù)字技術仍然被視為一個無法克服的挑戰(zhàn)，主要原因在于采用與否對財務的實際影響沒有確切的定數(shù)，因此傳統(tǒng)制造商很難理解由3D打印技術帶來的競爭優(yōu)勢。

3D打印為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來的優(yōu)勢很大，尤其是在汽車工業(yè)中，這在很大程度上是由于生產(chǎn)中需要的零件數(shù)量更多。領先的汽車制造商正在依靠3D打印技術來加快產(chǎn)品開發(fā)周期，并減少時間和能源等資源。3D打印已經(jīng)在改變汽車生產(chǎn)的工作流程，從研發(fā)到供應鏈和生產(chǎn)都受此影響。

迭代研究與開發(fā)

增材制造為汽車制造商帶來了革命性的研發(fā)-越來越多地用于減少開發(fā)時間，改善原型工作流程并交付使用傳統(tǒng)技術無法實現(xiàn)的創(chuàng)新零件。在美國的幾家主要汽車制造商中，每個初始原型組件的80％至90％已進行3D打印。一些最流行的組件是進氣口，部分排氣和管道。這些零件經(jīng)過數(shù)字化設計，3D打印，并在短時間內安裝在汽車上，然后經(jīng)過多次迭代進行測試?？焖僭椭谱骺梢钥s短開發(fā)階段，并縮短最終產(chǎn)品的開發(fā)時間。

避免供應鏈中斷

大多數(shù)批量汽車制造商使用即時制造，在組裝之前，大量零件會立即到達生產(chǎn)線，以減少對昂貴的倉庫空間的需求。如果制造商的供應鏈出現(xiàn)中斷，AM可以促進此過程在現(xiàn)場創(chuàng)建生產(chǎn)零件。

例如，在最近計劃的新車發(fā)布期間，包含發(fā)動機控制單元（ECU）的箱子的工具制造不正確。結果，這輛新車的發(fā)射被推遲了。為了避免第三方供應商為新模具付出昂貴的等待時間，我們采用了AM。此次生產(chǎn)的前幾百輛汽車包括ECU裝在使用直接數(shù)字產(chǎn)品制作的盒子中。該CAD文件針對3D打印進行了優(yōu)化，從而使最終使用的生產(chǎn)零件所需的時間僅為重新安裝所需時間的一小部分。

特種車行業(yè)的定制

現(xiàn)實世界中最有趣的零件生產(chǎn)之一就是與特種汽車制造商合作，例如跑車，豪華車和超級跑車。這些制造商為最挑剔的客戶生產(chǎn)小批量，有名望的異國情調的汽車。由于他們制造的獨特汽車，他們也在尋找為這些汽車制造與眾不同的零件的方法。

在這種情況下，AM被用于創(chuàng)建定制的支架，墊片和索環(huán)，以及根據(jù)購買者的個人要求制成的復雜的專用單元。一個很好的例子是為儀表板或門等內部組件創(chuàng)建個性化的銘文。

AM助力電動汽車的興起

電動汽車（EV）作為一種“環(huán)境友好”的交通方式在消費者中日益普及。電池功率與內燃機的結合并未從汽車制造方程式中消除對減輕重量和發(fā)動機冷卻的要求。

盡管在減少為電動汽車供電的電池的重量方面已取得了最新進展，但它們仍是車輛的較重部件之一。車輛重量的增加會影響效率和性能。因此，當工程師為這些車輛設計零件時，他們正在尋找減輕每個零件重量的方法。增材制造設計（DfAM）使工程師重新考慮如何創(chuàng)建零件-允許他們以傳統(tǒng)技術無法實現(xiàn)的方式生產(chǎn)零件。這樣就產(chǎn)生了具有獨特幾何形狀的零件-通常以減輕的重量-可以作為單個最終零件生產(chǎn)，而無需組裝的多個零件。結果是減少了動力總成的負擔，這有助于增加車輛續(xù)駛里程。

通過AM的強大功能，另一項創(chuàng)新可能是充當熱交換器的3D打印冷卻套。電動汽車的電動機和電池會產(chǎn)生大量熱量，尤其是在充電過程中。為了制造零件，設計師掃描了汽車的電動機和電池，使用AM軟件優(yōu)化了設計，并使用3D打印機生產(chǎn)了零件。該冷卻套的定制設計可將熱量從車輛的這些重要部件中帶走，從而有助于減少磨損-從而優(yōu)化了零件的使用壽命。隨著汽車制造商繼續(xù)采用增材制造，這是其中一個領域。
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