3D打印汽車零件上遇到的問題

3D打印技術(shù)在汽車零部件領(lǐng)域更廣泛地應(yīng)用已成大勢所趨。有人說，它將是汽車行業(yè)的一次重大突破，極有可能顛覆傳統(tǒng)的“四大工藝”。如今，理想似乎正一寸寸地照進(jìn)現(xiàn)實。近日，福特發(fā)布消息稱，其賽車用的擋泥板、氣歧管及擾流板將完全使用3D塑料打印生產(chǎn)。據(jù)介紹，福特是首家與Stratasys Infinite Build 3D 打印公司合作生產(chǎn)零部件的汽車公司，且其采用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零部件與鑄造金屬部件相比重量更輕，價格也更加便宜。此前，美國LocaLMotors公司更是研發(fā)出3D打印電動汽車LM3D Swim，其中75%的零部件由3D打印生產(chǎn)。

近兩年，我國政府頻頻出臺政策將3D打印技術(shù)作為智能裝備重點推廣，國內(nèi)也有多家零部件企業(yè)嘗到3D打印機帶來的“實惠”。不過，這些積極信號仍然掩蓋不了一個實質(zhì)性問題：3D打印零部件究竟離量產(chǎn)還有多遠(yuǎn)?應(yīng)該如何定位其市場價值?是替代、革新還是僅僅起補充作用?

產(chǎn)品開發(fā)更方便、快捷

“汽車及零部件適合率先使用3D打印技術(shù)提升生產(chǎn)工藝?！绷_軍表示，3D打印使汽車新產(chǎn)品開發(fā)變得更加方便、快捷，比如從驗證到定型;從復(fù)雜產(chǎn)品的直接制造，復(fù)雜零部件的金屬模具開發(fā)、到概念汽車的設(shè)計都有很多結(jié)合點。

在國外，寶馬、奔馳、大眾、福特等汽車企業(yè)早已開始大量利用3D打印技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品和模具。其中，福特的“腳步”走得最快。上世紀(jì)80年代，福特開始研發(fā)3D打印技術(shù)，并先后在美國和歐洲建立了五大3D打印原型制造中心。據(jù)報道，福特在美國密歇根州工廠的3D打印機，每年能制作約2萬個零件。而福特的3D打印零部件已被安裝在車輛中進(jìn)行功能測試，未來目標(biāo)是投入批量生產(chǎn)。

寶馬、通用也不甘落后。今年2月，寶馬參投了Desktop Metal3D 打印公司 。寶馬i系列電動汽車在原型車階段大量使用了3D打印技術(shù)。此外，該公司還利用3D打印技術(shù)為其老爺車和賽車小批量生產(chǎn)零部件。通用則收購了瑞典Arcam和德國Concept Laser兩家3D打印公司。法國標(biāo)致選擇與Divergent 3D公司合作，開發(fā)新的金屬3D打印工藝。

總之，汽車制造商正在利用3D打印技術(shù)在企業(yè)內(nèi)部自主生產(chǎn)持久耐用的概念模型、功能性原型、生產(chǎn)工具和小批量的最終使用部件，從而幫助汽車工程師和設(shè)計人員在部件投產(chǎn)前進(jìn)行全面的設(shè)計評估，同時也助力企業(yè)大幅降低研發(fā)成本并縮短產(chǎn)品上市時間。

廣泛應(yīng)用于打印樣品

3D打印技術(shù)已經(jīng)在汽車動力總成、底盤、內(nèi)飾、外飾四大領(lǐng)域得以應(yīng)用。據(jù)記者了解，目前空調(diào)系統(tǒng)、點火、巡航、汽車觀后鏡、剎車連桿、剎車片、車燈、集線插板、儀表盤、方向盤、線束、變速器齒輪、發(fā)動機缸體缸蓋、進(jìn)氣閥門、進(jìn)氣歧管、出氣歧管等也都可以采用3D打印樣品。

在我國，汽車零部件是3D打印技術(shù)重點推廣的領(lǐng)域之一。法士特相關(guān)人士說：“法士特是國內(nèi)較早研究3D打印技術(shù)的零部件企業(yè)?！闭憬f里揚集團(tuán)有限公司執(zhí)行總裁任華林介紹稱：“國內(nèi)大部分汽車零部件企業(yè)都采用3D打印技術(shù)開發(fā)樣品，我們的部分內(nèi)飾件就是這樣?！边|寧錦州漢拿電機有限公司研究院發(fā)電機設(shè)計高級主管張志華也對記者表示：“2008年開始，我們公司用3D打印發(fā)電機和啟動機的樣品?！彼M(jìn)一步解釋稱，3D打印技術(shù)可以在沒有任何刀具、模具及工裝卡具的情況下，快速實現(xiàn)零部件的單件生產(chǎn)。比如，打印出沒有功能的樣品與整車進(jìn)行試配，以解決模具開發(fā)周期長、費用高的問題。

在采訪中，汽車零部件企業(yè)相關(guān)人士紛紛表示，目前我國從事3D打印機研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)相對較少，多以清華、北理工、西安交大、西北工大等科研院所為主。從事相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)的汽車及零部件企業(yè)，多數(shù)和以上機構(gòu)合作。

一位不愿透露姓名的受訪專家表示，前些年，3D打印在我國制造業(yè)中認(rèn)識度很低，隨著政策的推動，企業(yè)也逐漸產(chǎn)生了興趣。今年2月4日，國家發(fā)改委發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》中，就涉及包括3D打印在內(nèi)的8項汽車零部件產(chǎn)品。2015年2月28日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、財政部研究制定就曾對外發(fā)布了《國家增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)計劃(2015-2016年)》，提出要初步建立較為完善的3D打印產(chǎn)業(yè)體系。但與歐美車企的投資布局不同，我國仍處在”拿來主義“階段，即從國外購買一臺3D打印機，打印研發(fā)階段的樣品。

實現(xiàn)量產(chǎn)幾無可能

對于3D打印，人們真正期待的是能快速生產(chǎn)“工程件”甚至整車，而不僅僅是研發(fā)試制階段的樣品。根據(jù)多方采訪得出的結(jié)論是，現(xiàn)階段3D打印零部件要想實現(xiàn)量產(chǎn)尚無可能性。張志華表示：“目前3D打印技術(shù)還不夠成熟，加工精度和速度無法滿足大規(guī)模批量化工業(yè)生產(chǎn)的要求，還需進(jìn)一步的技術(shù)突破?！比稳A林從材料成本的角度也指出，3D打印技術(shù)還不可能應(yīng)用到量產(chǎn)產(chǎn)品中。據(jù)了解，目前3D打印材料已有100多種，比如不銹鋼、鋁合金、復(fù)合材料、纖維都將得到廣泛應(yīng)用，而汽車企業(yè)還在積極突破其他材料限制，以期進(jìn)一步降低成本。

來源：中國汽車報
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