用于汽车应用的 3D 打印

彭菲奥娜

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发布日期： 2022 年 7 月 25 日

最后更新日期： 2024 年 12 月 4 日

自增材制造出现以来，汽车行业就一直对这项技术感兴趣。美国汽车制造商福特实际上在 3 年购买了第三台 1986D 打印机，标志着 3D 打印和汽车领域之间卓有成效的关系的开始。

自福特早期采用 3D 打印以来，该技术已被许多汽车制造商以某种身份采用。大型汽车公司已经对这项技术进行了试验，以了解其对产品开发和供应链的影响，而小型汽车初创公司，如 Divergent 和 Local Motors，则发现 3D 打印是其生产的重要组成部分。

最近，汽车行业开始从以增材制造的原型应用为主转向终端生产。该技术的灵活性和广泛的设计自由度意味着汽车制造商可以设计新的尖端汽车零部件，彻底改变其生产工作流程，并为客户提供日益定制化的解决方案。

3D打印在汽车行业的优势

增材制造是一系列以增材而非减材方式制造零件的工艺的广义术语。这实质上意味着部件是逐层构建的，而不是从块中移除材料。这种制造方法以及与该技术相关的许多平台（包括立体光刻、熔融沉积建模、选择性激光烧结等）提供了一系列传统制造工艺所不具备的独特优势。

设计自由

由于零件是在 3D 打印中逐层构建的，因此该过程为设计自由开辟了前所未有的机会，这反过来又为零件优化和轻量化创造了机会。在汽车领域，在尝试提高燃油效率时，减轻部件重量（以及车辆总重量）的能力至关重要。 3D 打印提供了重新设计和创建集成复杂内部几何形状的汽车零件的能力，在不牺牲质量的情况下减少了重量和材料的使用。

零件合并

除了轻量化之外，增材制造还可以使制造商重新设计和整合零件——将多组件组件转换为单个零件。这种能力可以促进结构越来越轻量化，甚至可以提高特定零件的性能。在汽车领域，整合零件有助于简化生产和装配流程。

定制

一想到汽车生产，人们通常会想到大规模制造：复杂的生产线生产出数百万个相同的零件，然后再将它们组装成汽车。然而，随着 3D 打印的普及，汽车行业现在以可行的成本实现了新的汽车定制化程度。特别是对于小批量或特种车辆，现在可以以合理的成本将定制的内部功能集成到汽车中。例如，汽车品牌 MINI 允许客户从一系列个性化的 3D 打印内饰件中进行选择。

快速周转时间

3D 打印可以通过多种方式加快汽车生产。一方面，在原型制作阶段，3D 打印可用于快速生产用于测试的功能部件，使汽车设计师和工程师能够快速确定组件的设计是否可行。在生产阶段，汽车制造商使用 3D 打印进行快速加工，从而降低成本。

汽车行业 3D 打印的原型制作和预生产应用

设计示范

在新车的设计过程中，制作物理原型以准确展示汽车背后的概念是有帮助的，而且通常是必要的。 3D打印技术3D打印，尤其是多色和多材料工艺，可以快速生产一次性原型或小尺寸模型，以展现汽车的美感和结构。从前灯到内饰部件，XNUMXD打印越来越多地被汽车公司用于逼真的设计演示。

功能原型

某些 3D 打印工艺，包括工业 FDM 和金属 AM，也用于在汽车设计和开发阶段生产功能原型。 3D 打印部件可以快速生产、测试和调整，直到实现最佳设计。

工装

可以说，3D 打印对汽车行业的最大影响之一是预生产阶段的工具、夹具和夹具的生产。 AM 允许汽车制造商即时生产低成本工具，将它们用于中小型生产批次或验证大规模生产的工具。

汽车行业 3D 打印的生产应用

定制零件

如上所述，3D打印在汽车领域的最大优势之一就是定制化。与注塑成型生产的零件越多成本越低不同，3D 打印的成本不取决于制造的零件数量，因此适合打印一次性的个性化组件。同样，借助数字设计和定制软件，可以快速迭代豪华或特别版车辆的个性化内饰或装饰功能。

更换零件

3D 打印在汽车领域的另一个重要生产应用是为稀有或老式车辆制造备件或更换部件。如果某个零件已经过时，3D 打印可以让汽车专家对组件进行逆向工程并即时生产它们。例如，去年，Siemens Industrial Turbomachinery Ltd. 利用 3D 扫描和打印将一辆有 100 年历史的汽车恢复到工作状态。

引擎盖下的组件

尽管汽车 3D 打印仍然是一个小众领域，但随着技术的不断进步，打印引擎盖下部件的机会正在增加。目前，正在进行一些实验，证明增材制造在此类应用中的可行性。例如，福特最近在拉力赛“Hoonitruck”（迄今为止汽车中安装的最大金属 3D 打印部件）内安装了一个进气歧管，而 Divergent Technologies 也利用金属 3D 打印来生产其 Blade 超级跑车的底盘。