3D打印以后可能应用到汽车领域吗?
目前来说关键部位还不行,汽车零部件众多,总归用的上的。3d打印其实就是做加法,跟数控机床相对应,一个是做减法。但是做加法目前的材料还不足以达到需求。还有一段路要走。
当今,很多汽车制造厂商都在使用3D打印技术提升其自身的汽车制造工艺,并把这些应用到各项比赛中去,英国金斯顿大学的电动车赛车队就是他们之一。
自2012年成立以来,英国金斯顿大学电动赛车队就是电动赛车领域的先锋队,这支车队曾于在2013和2014年于银石赛道连续两年方程式学生比赛的最高分,在同一时期,他们制造了两台非常特别的赛车。
第一台赛车使用金属材料作为主要材料进行制造,有与进气口的高温,他的气缸会经常需要更换。第二台赛车则大量使用3D打印件作为其构成成分进行制造,他们以此可以得到更轻的车身和更高的速度。
车队队长在***访中说,“借助3D打印的精确性,我们能够得到完全匹配车身结构的测试用部件并降低车身的重量。”
3D打印已经在汽车领域应用了,不过目前主要集中在原型制造方面,用来验证设计,以后的应用会更广泛。主要可以在以下几个方面应用:
1、原型制造,目前已经在应用,未来有更多的设计零件可以通过3D打印来制造原型,来进行工业验证。
2、直接制造零件,F1车队已经在直接使用3D打印的零件,虽然数量很少,但有增多的趋势。未来民用车上也会出现3D打印的零件。但要成为标配还有很大的难度,可能会成为选配件。主要基于以下几点考虑:
(1)、3D打印的量产能力不强;
(2)、目前汽车上的零件主要有金属和塑料两种材质,其中塑料零件使用了多种塑料,材料种类超过了目前3D打印的材料种类;金属件又分锻造件和铸造件,目前金属3D打印的零件强度和铸造件差不多,达不到锻造件的强度,只能代替铸造件。
(3)、3D打印可以实现传统工艺实现不了的造型,通过3D打印可以制作一些设计更合理的零部件。(不是说现在的车不想,要么是工艺实现不了,要么就是实现成本太高。)比如蜂窝状的的排气管,能让排气管的工作效率更好,但传统工艺做不出来。
所以,下一阶段的3D打印零件很有可能是选配件,而非量产件。等3D打印的技术达到一定程度后,才会出现量产的零件。
3、3D打印整车,目前已经有一些科技公司推出了3D打印的整车。这是未来3D打印汽车领域应用的重中之重。3D打印,可以制作一体化的车壳,以及其他一些零件合并在一起,一体化成型。比起焊接,可以带来更高的安全性。
当然可以,现在已经有3D打印在一些主流的汽车厂的应用。应用最早的行业其实是福特汽车,他在全世界范围内已经设置了它的实验室,以及五大3D打印原型制造中心,谈到这个最古老的应用,3D打印在原型和设计验证这一块,可以看到像捷豹路虎做的仪表盘的通风口是通过3D打印的方式来去验证叶片上的铰链是不是能工作正常,各方面各个零部件的配合是不是OK的,兰博基尼也是大量的使用FDM的技术作为变速箱的原形。功能性的部件,像福特汽车打印的进汽管是放到赛车上用的。同时它还可以做一些很有意思的事情,包括***研发以及定制性的工装,因为这些东西太特殊了,只有一件或者两件,用传统的方式开模做的话,这个成本是非常昂贵的。像克莱斯勒用塑料部件方便他们观察这里面发生了什么,如果传统的是一个铁的就看不到了。沃尔沃用3D打印,打印他们的生产工装。内饰这一块,标致最近***取了用3D打印,用于他的车身内部,不单是一个功能性的部件,它还起到了一个装饰性的作用。澳洲推出的太阳能跑车,也是和3D打印做复合打印的,用3D打印打了一个跑车,性能也是非常好的。
这个趋势,一方面3D打印在整个行业是缺乏标准化的,所以欧洲和美国现在联合起来,制定了非常清晰的路线图,把所有的东西都希望能规范、标准化起来,通过ISO和ISTAM这两个组织。另外我们所谈到的3D打印成本高,这个不是永远的事情,可能明年再回来看就已经发生了很多的变化,他的这个点是会下滑的,相交点会逐渐的下滑,以使得这个技术更加的具有成本优势。
另外一大趋势,就是之前提到的复合材料的打印,包括有几大块,改性添加剂、多种材料、导电和绝缘材料、不透明和透明材料的打印、力学性能的连续变化,我们其实蛮有危机感的,国外在专利方面做的非常好,一旦做了任何的事情,他可能彩色打印,就赶紧去申请一个专利,这样的话中国的企业再进去的话有点吃亏了,因为尤其是新的领域他一旦站住脚了,就希望能霸占住。