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近来,在新型冠状病毒感染引发的肺炎疫情影响下,汽车零部件供应链危机屡现。很多汽车及零部件企业都在想方设法破解这一难题。一些企业开启3D打印制造方式,成为解决难题的办法之一。

3D打印提升效率

近日,特斯拉披露,在为特斯拉Model Y生产零部件的企业中,Slant3D是一家用集群化3D打印机进行制造的企业。今年4月,为应对新冠肺炎疫情导致欧美一些汽车零部件企业停工减产的现实问题,该公司开始采用3D打印方式,为特斯拉Model Y制造汽车空调壳体等零部件。此次采用一种“聚合物定向能量沉积”的3D打印新工艺制造零部件,解决了在欧美很多零部件供应商停工减产情况下的零部件供应难题,还提高了这些零部件的生产效率。

使用3D打印技术生产汽车零部件,除了成本低、效率高之外,还可以解决部分零部件稀缺的难题,如已经停产多年或极其稀有的车型,找零件很难并且价格不菲。而现在可以按照需求,使用3D打印技术生产出指定的零部件。保时捷就用这种工艺为其老款车型生产了约30个零部件。

除了直接打印汽车配件,3D打印也可用于汽车配件的功能验证和样式确认上。功能验证一般使用耐热性比较高的3D打印材料,直接打印对应配件使用。而一般配件的样式确认可以直接使用SLA技术。比如浙江迅实科技有限公司的SLA工业3D打印机就可以快速打印高精度的汽车配件,用以确认配件样式和部分功能。这省去了传统制造中开模的繁琐过程和漫长时间。

有利有弊,替代传统制造技术并不容易

当前,很多企业已经开启了使用3D打印技术制造汽车零部件的新探索,但要大规模生产汽车零部件,几乎还没有零部件企业完全依靠3D打印方式来完成。

3D打印是否意味着可以替代传统制造方式?零部件企业的危机是否来临?其实,这需要客观分析。有人曾表示,当3D打印成本越来越低、技术越来越成熟时,整车生产企业不再需要零部件企业大批量供货,而是需要研发设计服务、依靠3D打印制造即可,大量一线生产工人会被3D打印机替代。假如一旦3D打印技术可以大规模生产大多数零部件,那么对传统零部件企业将构成极大威胁与挑战。

3D打印制造汽车零部件方式优势:

一是设计空间几乎无限。传统制造技术的零部件产品形状有限,零部件制造能力受制于所使用的工具。如传统的车床只能制造一定形状的零部件,制模机仅能制造模铸形状。3D打印机可以突破这些局限,开辟巨大的设计空间,甚至可以制造依靠传统方式难以制造的零部件。

二是不再需要大量的技术人员。传统制造的技术人员,需要多年经验积累,才能精确掌握所需要的技能。批量生产和计算机控制的制造机器降低了对技能的要求,非技能制造开辟了新的商业模式,并能在远程环境或极端情况下为人们提供新的零部件制造方式。

三是材料多样组合。对传统制造方式而言,将不同原材料结合成单一零部件产品是困难的事,多材料3D打印技术可以将不同原材料融合在一起,具有独特的属性或功能。

四是减少废弃副产品。与传统的金属制造技术相比,3D打印机制造金属零部件时产生较少的副产品。传统金属加工方式生产零部件的浪费量惊人,3D打印制造金属时浪费量减少。随着打印材料的进步,“净成形”制造可能成为更环保的加工方式。

五是便携式制造。与传统制造机器相比,3D打印机设备可以自由移动,可以打印制造比自身还要大的物品。

3D打印制造汽车零部件方式劣势:

首先是材料种类的限制。3D打印机对可以使用的材料有很多要求,如颗粒精细度、粘合度,适宜的湿度、温度等,且很多材料价格也偏高。其次是成本较高,可用于工业制造的3D打印机不仅本身成本高,所使用的材料价格也较高,算下来没有成本优势。第三是知识产权问题。随着近年来全世界对产权和知识产权保护的加强,3D打印零部件或许会侵犯发明者的合法权益。

事实上,虽然3D打印技术已成功地将部分传统复杂的零部件生产工艺简单化,将材料领域的疑难问题程序化,拥有诸多优势,但扩展3D打印技术的应用还存在一些问题。受技术装备、新型材料、设计软件、质量安全和公共环境等制约和影响,当前仅适用于少批量、小尺寸、高精度、造型复杂的部分零部件的加工制造,还难以代替传统制造业大规模、大批量的加工制造优势。

的确,3D打印技术在汽车零部件制造上仅用于新产品或关键零部件样机原型原理、可行性方面的验证,在需要验证零部件强度、刚性等物理特性方面应用不多。当前,3D打印技术取代传统铸造、锻造技术进行汽车零部件的大批量、规模化生产还不现实。只有将3D打印技术的个性化、复杂化、高难度的特点与传统制造业的规模化、批量化、精细化相结合,与制造技术、信息技术、材料技术相结合,才能不断推动3D打印技术在汽车零部件产业的创新发展。


(以上内容来自三迪时空)


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本文来源:中国3D打印网博客

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