凱迪拉克 CELESTIQ 使用大尺寸砂型3D打印機鑄造汽車零件

2023年3月，南極熊獲悉，德國3D打印機制造商voxeljet AG（納斯達克股票代碼：VJET ）已被通用汽車委托生產(chǎn)凱迪拉克CELESTIQ 。特別是，其美國客戶Tooling & Equipment International (TEI) 正在利用世界上最大的砂型 3D 打印機 voxeljet 的 VX4000進行3D砂芯打印，為 CELESTIQ 系列生產(chǎn)大尺寸、輕量化的結(jié)構(gòu)部件。



CELESTIQ 有100 多個 3D 打印部件，每個系列的電動汽車 (EV) 都將是手工打造的，是限量的，標價 300,000 美元。增材制造 (AM) 是這項任務的理想選擇，因為與豪華汽車的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術相比，它能夠以更低的成本生產(chǎn)高性能部件。


△凱迪拉克 CELESTIQ 的后 3/4 視圖位于俯瞰群山的高原上。

砂型鑄造是生產(chǎn)大型金屬部件的關鍵技術，特別是對于像這樣的限量系列，沖壓在成本上沒有競爭力。作為通用汽車的供應商，TEI 正在使用 VX4000 3D 打印總共 51 個砂芯，為 CELESTIQ 的車身底部結(jié)構(gòu)鑄造大型輕量化元件，通用汽車正在用 6 個大型精密砂鑄鋁部件替換 30 到 40 個沖壓部件。


△VX4000 3D 打印砂芯。圖片由 Tooling & Equipment International (TEI) 提供。

為了盡可能經(jīng)濟、輕便地生產(chǎn)復雜部件，TEI 3D 打印了內(nèi)芯。因此，可以將加強特征結(jié)合到芯的中空部分中，這對于傳統(tǒng)制造在經(jīng)濟上是不可行的。借助 VX4000，TEI 能夠在一個晚上為多輛汽車批量生產(chǎn)數(shù)百個內(nèi)芯。打印完成后，將芯子打磨光滑并涂上防火涂層，然后再將它們放入砂模中進行澆鑄。TEI 總裁 Oliver Johnson 解釋說：“不適用額外工具，利用 VX4000 打印機的大構(gòu)建體積，可以顯著縮短交付時間并生產(chǎn)具有優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)的輕型組件。這在傳統(tǒng)方式下是不可能的?！?br />
該機器尺寸為 4 x 2 x 1 米，在 2018 年與 voxeljet 合作后，TEI 每年生產(chǎn)超過 500,000 升 3D 打印沙子。TEI 購買了第三臺 VX4000，也是唯一一家擁有三臺VX4000砂型打印機的美國公司，每年共生產(chǎn) 250 萬升。


△Tooling & Equipment International (TEI) 的 VX4000。

Desktop Metal（紐約證券交易所代碼：DM）占據(jù)著砂型3D打印機的最大市場份額，voxeljet 擁有大尺寸砂型打印機。鑒于過去幾年的并購活動，voxeljet 可能是Desktop 的收購目標，Desktop 正在推出自己的基于機械臂的沙子3D打印機。

通用汽車準備在 2024 年推出不到 1,000 輛汽車，未來會收到更多供應商的消息，這家汽車巨頭將參與 CELESTIQ 項目。未來能夠更加詳細了解將使用哪些增材制造技術。到目前為止，我們知道惠普將參與其中?？梢圆聹y其中一家公司可能是Divergent Technologies，因為該公司稱它正在與 10 大汽車原始設備制造商中的 8 家合作。

同樣值得考慮的是 CELESTIQ 在制造、3D 打印和汽車的領域中代表著什么。盡管凱迪拉克歷來被視為奢侈品牌，但對于一家車型售價遠低于 10 萬美元的公司而言，30 萬美元的價格已經(jīng)過高。這種新方法，連同數(shù)字生產(chǎn)和手工工藝的使用，表明了汽車行業(yè)的范式轉(zhuǎn)變。

隨著世界逐漸遠離化石燃料并努力尋找替代能源，普通人是否仍然能夠負擔得起擁有自己的汽車？或者租賃、拼車和輕型電動交通工具（例如踏板車）的新模式會取代這個概念嗎？與此相關的是，我們不得不懷疑增材制造是否真的會達到大規(guī)模生產(chǎn)水平？或者所有的制造都將保留給大眾的廉價必需品和中上層及以上階層的高端奢侈品？隨著地球上資源消耗的越來越多，可能會有這樣的趨勢。