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3D打印在汽车设计中的好处是什么?

来源:原创

发布时间:2020-07-06 12:00:13

点击量:321

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随着3D打印技术的兴起,其应用领域不断扩展,覆盖了汽车、模板、医疗、航空、航海等行业。对于企业来说,成功和业绩增长取决于不断创新,只有这样,才能保持竞争优势。去年5月,《哈佛商业评论》提出了研发支出是当今世界企业广告支出的十倍。但是对于许多传统制造商而言,在其工作流程中采用数字技术仍然被视为一个无法克服的挑战,主要原因在于采用与否对财务的实际影响没有确切的定数,因此传统制造商很难理解由3D打印技术带来的竞争优势。


3D打印为传统制造业带来的优势很大,尤其是在汽车工业中,这在很大程度上是由于生产中需要的零件数量更多。领先的汽车制造商正在依靠3D打印技术来加快产品开发周期,并减少时间和能源等资源。3D打印已经在改变汽车生产的工作流程,从研发到供应链和生产都受此影响。





迭代研究与开发


增材制造为汽车制造商带来了革命性的研发-越来越多地用于减少开发时间,改善原型工作流程并交付使用传统技术无法实现的创新零件。在美国的几家主要汽车制造商中,每个初始原型组件的80%至90%已进行3D打印。一些最流行的组件是进气口,部分排气和管道。这些零件经过数字化设计,3D打印,并在短时间内安装在汽车上,然后经过多次迭代进行测试。快速原型制作可以缩短开发阶段,并缩短最终产品的开发时间。


避免供应链中断


大多数批量汽车制造商使用即时制造,在组装之前,大量零件会立即到达生产线,以减少对昂贵的仓库空间的需求。如果制造商的供应链出现中断,AM可以促进此过程在现场创建生产零件。


例如,在最近计划的新车发布期间,包含发动机控制单元(ECU)的箱子的工具制造不正确。结果,这辆新车的发射被推迟了。为了避免第三方供应商为新模具付出昂贵的等待时间,我们采用了AM。此次生产的前几百辆汽车包括ECU装在使用直接数字产品制作的盒子中。该CAD文件针对3D打印进行了优化,从而使最终使用的生产零件所需的时间仅为重新安装所需时间的一小部分。


特种车行业的定制


现实世界中最有趣的零件生产之一就是与特种汽车制造商合作,例如跑车,豪华车和超级跑车。这些制造商为最挑剔的客户生产小批量,有名望的异国情调的汽车。由于他们制造的独特汽车,他们也在寻找为这些汽车制造与众不同的零件的方法。


在这种情况下,AM被用于创建定制的支架,垫片和索环,以及根据购买者的个人要求制成的复杂的专用单元。一个很好的例子是为仪表板或门等内部组件创建个性化的铭文。


AM助力电动汽车的兴起


电动汽车(EV)作为一种“环境友好”的交通方式在消费者中日益普及。电池功率与内燃机的结合并未从汽车制造方程式中消除对减轻重量和发动机冷却的要求。


尽管在减少为电动汽车供电的电池的重量方面已取得了最新进展,但它们仍是车辆的较重部件之一。车辆重量的增加会影响效率和性能。因此,当工程师为这些车辆设计零件时,他们正在寻找减轻每个零件重量的方法。增材制造设计(DfAM)使工程师重新考虑如何创建零件-允许他们以传统技术无法实现的方式生产零件。这样就产生了具有独特几何形状的零件-通常以减轻的重量-可以作为单个最终零件生产,而无需组装的多个零件。结果是减少了动力总成的负担,这有助于增加车辆续驶里程。


通过AM的强大功能,另一项创新可能是充当热交换器的3D打印冷却套。电动汽车的电动机和电池会产生大量热量,尤其是在充电过程中。为了制造零件,设计师扫描了汽车的电动机和电池,使用AM软件优化了设计,并使用3D打印机生产了零件。该冷却套的定制设计可将热量从车辆的这些重要部件中带走,从而有助于减少磨损-从而优化了零件的使用寿命。随着汽车制造商继续采用增材制造,这是其中一个领域。


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