上海旭未國(guó)際貿(mào)易公司總代理的Stratasys 3D打印技術(shù)已應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域,主要被用于打印氣缸頭、進(jìn)氣歧管、排氣通道等共享率較高的零部件原型,可以節(jié)省大量的開發(fā)成本和時(shí)間。
上海旭未國(guó)際貿(mào)易有限公司副總裁李鑫表示:3D打印是對(duì)“添加法制造技術(shù)AM”的一種形象化的描述,其核心是數(shù)字化、智能化制造與材料科學(xué)的結(jié)合,運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)立體加工樣式,通過特定的成型設(shè)備,用液化、粉末化、絲化的固體材料逐層“打印”出產(chǎn)品。3D技術(shù)是一項(xiàng)具有革命性的技術(shù),它所帶來的分布式個(gè)性化制造方式方法,使得生產(chǎn)成本、資源消耗、環(huán)境影響都大大降低。

在3D打印領(lǐng)域,SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)中廣泛應(yīng)用于汽車、軍工、航空航天、機(jī)械制造等行業(yè),該技術(shù)可以自動(dòng)、快速、直接、精確地將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)化為具有一定功能的原型或直接制造零件(模具),將有效縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。其原理就是將一項(xiàng)設(shè)計(jì)物品轉(zhuǎn)化為3D數(shù)據(jù),然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行逐層打印,一片一片地打印,然后疊加到一起,成為一個(gè)立體物體??梢詫⒋笈繜o差異化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為個(gè)性化、差異化的快速生產(chǎn),將大規(guī)模集中式生產(chǎn)方式方法轉(zhuǎn)變小規(guī)模分布式生產(chǎn)方式方法。該技術(shù)正在被越來越多的汽車零配件制造廠商所采用,應(yīng)用于前期的研發(fā)設(shè)計(jì)和汽車零部件的生產(chǎn)。主要被用于打印氣缸頭、進(jìn)氣歧管、排氣通道等共享率較高的零部件原型,可以節(jié)省大量的開發(fā)成本和時(shí)間。同時(shí),對(duì)于客戶來說,利用3D打印機(jī)生產(chǎn)的零部件的質(zhì)量更好、重量更輕。
3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域,可以最大程度地降低成本并節(jié)約時(shí)間。據(jù)悉,3D打印在汽車部件生產(chǎn)中的應(yīng)用,將從僅僅對(duì)塑料部件的開發(fā)延伸到對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件的開發(fā)。只有整個(gè)3D打印行業(yè)都來參與技術(shù)創(chuàng)新和材料研發(fā),整個(gè)行業(yè)才能得到迅猛的擴(kuò)展。就此看來,使用3D打印機(jī)打印汽車所有的部件也許只是時(shí)間的問題,期待3D打印技術(shù)的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用。
對(duì)于3D打印機(jī)來說,造型復(fù)雜的物體和最簡(jiǎn)單的立方體、圓柱體是一樣的,而且材料更節(jié)省。3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,可以幫助汽車客戶更快、更精準(zhǔn)地打印出產(chǎn)品模型,方便設(shè)計(jì)師更快速地進(jìn)行評(píng)估,在制造過程中省時(shí)省力省成本。
使用3D打印技術(shù),可以靈活地改變?cè)O(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。就目前來看,在汽車制造領(lǐng)域,利用3D打印還只能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,但對(duì)于那些需要大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,傳統(tǒng)的模具制造工藝會(huì)更具優(yōu)勢(shì)。而在未來,如同當(dāng)年的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)一樣,3D打印技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域勢(shì)必會(huì)掀起高效、低耗、智能化的技術(shù)革命浪潮。
行業(yè)權(quán)威表示3D打印將從三大方向改變汽車制造業(yè)
這些年,中國(guó)汽車自主品牌取得了很大進(jìn)步,盡管還很難擺脫市場(chǎng)定位的局限、產(chǎn)品制造的技術(shù)限制,但各品牌似乎已經(jīng)逐漸摸索到適合自己的產(chǎn)品路線。盡管如此,我們卻仍處在汽車制造大國(guó)而非汽車強(qiáng)國(guó)的位置,這其中,中國(guó)汽車零部件商還無形成核心競(jìng)爭(zhēng)力或許正是主要原因之一。
目前,我國(guó)的汽車零部件行業(yè)生產(chǎn)工藝、制造水準(zhǔn)還不能滿足整車廠大部分的要求,核心技術(shù)幾乎均被跨國(guó)公司壟斷,實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新似乎還很遙遠(yuǎn)。而最近在全球升溫、駛?cè)肟燔嚨赖?D打印技術(shù),能否對(duì)中國(guó)汽車零部件實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新帶來新的變革呢?
方向一:簡(jiǎn)潔主義的3D打印
時(shí)下,大熱的3D打印技術(shù)被全球首家信息技術(shù)研究和分析機(jī)構(gòu)Gartner總結(jié)分析為2014年十大戰(zhàn)略技術(shù)趨勢(shì)之一,并被英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》視作是”與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起推動(dòng)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命”。在美國(guó),3D打印國(guó)家創(chuàng)新中心正籌劃建立,而我國(guó)也迎來了政策的紅利,科技部已將3D打印列入863計(jì)劃書中,并成立了世界首個(gè)3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。
目前,3D打印產(chǎn)品層出不窮,涉及工藝品、人體器官、飛機(jī)及汽車零部件。世界首部3D打印汽車Urbee2,其零部件大概只有50個(gè),而一輛標(biāo)準(zhǔn)汽車則需要上萬(wàn)個(gè)零部件組成,這種極簡(jiǎn)主義的技術(shù)幾乎帶來了全新的生產(chǎn)理念。
3D打印技術(shù)的火爆一方面源自其技術(shù)符合工業(yè)生產(chǎn)變化的需求,向著快速、低成本方向發(fā)展,另一方面則來自于其跨領(lǐng)域的生產(chǎn)模式,可以實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域通用,能有效地將大規(guī)模生產(chǎn)與手工生產(chǎn)融于一體,這對(duì)于傳統(tǒng)開模生產(chǎn)來講可謂是破壞性創(chuàng)新。
而3D打印技術(shù)對(duì)于汽車零部件行業(yè)的影響,或許能夠更為持久、深遠(yuǎn)。上面提到的3D打印汽車Urbee2,包括玻璃嵌板在內(nèi)的所有外部組件都是通過3D技術(shù)打印的,乍看之下,3D打印技術(shù)的使用很大程度上精簡(jiǎn)了汽車零部件的數(shù)量,實(shí)質(zhì)上,3D打印技術(shù)更能夠促進(jìn)汽車零部件行業(yè)的創(chuàng)新能力。
方向二:起步于零部件樣品試制
3D打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于能快速更改設(shè)計(jì)差錯(cuò)、提高生產(chǎn)效率、降低開發(fā)成本。相較于傳統(tǒng)的模具開發(fā),以及鍛造、鑄造等復(fù)雜的工藝,簡(jiǎn)化了中間環(huán)節(jié),從而減少了人力與物力的消耗,縮短開發(fā)周期。相對(duì)于目前國(guó)內(nèi)零部件45天以上的開發(fā)周期,3D打印技術(shù)依據(jù)零部件的復(fù)雜程度,只需要1~7天的開發(fā)周期,并且在復(fù)雜零部件的制造方面具有突出優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于自主品牌供應(yīng)商來講,零部件樣品試制環(huán)節(jié)是零部件商非常重視的試驗(yàn)田。樣品試制若采用傳統(tǒng)制造工藝,則往往需要開發(fā)許多模具并通過復(fù)雜的工藝來生產(chǎn),因而大大拉升了樣品試制的成本。3D打印技術(shù)的應(yīng)用或許能夠彌補(bǔ)這些短板。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,福特公司在零部件研發(fā)與生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)就有3D打印技術(shù)參與其中,并開拓出3D砂土打印,通過此技術(shù)能夠生產(chǎn)出一系列具有細(xì)微差別的可測(cè)試部件以供選擇。直到選出最佳零部件,搭配到下線車型之中。
方向三:滲透汽車個(gè)性化定制
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興信息技術(shù)的發(fā)展,個(gè)人體驗(yàn)終也端越來越多樣化,人們對(duì)于不受外部環(huán)境拘束的自由體驗(yàn)的追求更加強(qiáng)烈,其個(gè)性化需求日益明顯。
這種需求同樣催迫著社會(huì)生產(chǎn)、制造模式的改變。3D打印技術(shù)存在的意義就是能夠使人們將數(shù)字世界與現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)結(jié)合得更為緊密,將產(chǎn)品制造和個(gè)人需求無縫對(duì)接。
隨著汽車更新?lián)Q代頻率的加快、人們對(duì)汽車功能的選擇權(quán)需求也逐步加深,或許在不久的將來,汽車就可以實(shí)現(xiàn)更深層次的個(gè)性化定制,而非目前簡(jiǎn)單的外觀區(qū)分。
而自定義汽車的銷售方式之中,最大的難題莫過于個(gè)性化定制將降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率,并帶來大規(guī)模生產(chǎn)的難度,難以實(shí)現(xiàn)高度柔性化生產(chǎn)。此時(shí),3D打印技術(shù)的應(yīng)用或許就能夠帶來更大的想象空間。人們可以在諸如ARA之類的硬件平臺(tái)上得到自己所喜歡的汽車零部件,比如汽車保險(xiǎn)杠、后視鏡等內(nèi)外飾件,來組裝成自己的定制化汽車。再者,利用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零部件也可以降低維修成本,將損壞的、緊缺的零部件打印出來,也降低了庫(kù)存成本。
當(dāng)然,由于受限于打印材料等原因,目前3D打印技術(shù)還處于初級(jí)階段,離規(guī)模生產(chǎn)尚且路途遙遠(yuǎn)。但是以3D打印汽車Urbee2為代表的各種3D打印產(chǎn)品的問世,意味著在全球范圍內(nèi),3D打印技術(shù)已經(jīng)逐步脫離了炒作概念而走向一種產(chǎn)業(yè),甚至能重構(gòu)汽車制造模式。這對(duì)于未來自主品牌的創(chuàng)新而言勢(shì)必是一個(gè)不錯(cuò)的載體。所以,汽車零部件商應(yīng)該從當(dāng)下做起,好好利用這一前瞻技術(shù),在投入廣泛應(yīng)用和大規(guī)模生產(chǎn)之前,使其與傳統(tǒng)制造形成一種平行補(bǔ)充的關(guān)系,為未來大規(guī)模定制化生產(chǎn)積累經(jīng)驗(yàn)。