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在把3D打印引入汽车制造这件事情上 大众集团是认真的

来源:爱极客

  发布:星之球科技

关键词:3D打印技术 激光技术

2018-01-24

 事实证明,3D打印技术对工程师而言,是快速开发产品原型的一件利器。该技术可以帮助汽车制造商把脑洞开得更大,并以较低的成本将创意立即转化成一个拥有实体的物品。

与不少走在行业尖端的汽车制造商一样,大众汽车集团旗下的法国超跑品牌布加迪(Bugatti)开始将3D打印技术引入汽车制造领域。
事实证明,3D打印技术对工程师而言,是快速开发产品原型的一件利器。该技术可以帮助汽车制造商把脑洞开得更大,并以较低的成本将创意立即转化成一个拥有实体的物品。
 
布加迪近期利用上述技术“打印”出一个全球最大的八活塞单体成型刹车卡钳。该部件据信将被应用于2018款布加迪Chiron。刹车卡钳的尺寸及活塞数量是衡量车辆制动性能的关键指标,因此大尺寸、多活塞的卡钳也通常被应用于高性能车上。
 
数据显示,2018款布加迪Chiron的发动机最大动力输出高达1500马力。然而,本次借助3D打印技术制造的超大型刹车卡钳可以提供强大的制动力,以确保这台重约1995公斤的高性能猛兽能在极短的时间内从420公里的最高时速完成刹停。
事实上,这个刹车卡钳的尺寸已凭借31厘米的长度以及20厘米的宽度,创造了新的世界纪录。布加迪工程师使用可用于3D打印技术的钛材料制造了上述部件,它也是目前汽车上最大的功能性钛部件。
 
“我们的性能数据往往接近物理极限,这对我们提出了极高的要求。”布加迪技术开发负责人Frank Götzke表示,“在持续不断地开发过程中,我们总在思考,如何利用新材料和新工艺,使现有的车型变得更好,或者如何设计布加迪未来的车型。”
 
布加迪观察到,在制造钛部件过程中的附加工艺将令材料获得极高的抗张强度。事实上,要使此类材料断裂,必须在1平方毫米的面积上施加373牛·米的扭力。因此,由该材料制成的卡钳尽管重量不足5公斤,但强度却非常出色。
 
此类材料较难通过铸造和冲压成为一个单体部件,而3D打印技术则可以解决上述问题。此外,可打印部件兼具高效及创新等优势,可令快速开发成为可能:一个部件从概念到最终成品,仅需3个月的时间。
 
布加迪对3D打印技术的应用或可被视作其母公司——大众汽车集团将在制造工艺中全面应用此类技术的一个信号。
 
不久前,这家德国汽车制造商宣布将使用3D打印技术来大规模生产零部件。目前,该集团已开始生产3D打印的齿轮变速杆、发动机水路接头以及用于连接门把手和皮革内饰的金属件。
 
大众欧洲汽车公司自前年开始在生产汽车零件的器械上采用3D打印而成的部件。2016年,这座位于葡萄牙帕尔梅拉的工厂生产了1000多台机械,在零部件制造方面为公司节约了16万美元资金(约合人民币102.56万元)。
 
去年5月,大众汽车还在专为沃特湖改装节(Worthersee)而推出的特别版GTI中,利用3D打印技术制造了一系列特殊部件。
 
由于3D打印过程可以与设计同步进行,因此不需要在时间方面预留提前量,该技术还能降低生产成本,甚至为工厂节约空间。
 
在配合轻量化材料方面,3D打印技术也早已作为一种有效的生产手段,在大众汽车集团内部得到应用。比方说,一个3D打印的A柱窗架比普通窗架的重量轻74%,因此在提高车辆燃油经济性方面也有较高价值。
 
按照保时捷创新开发管理部门负责人Knuth Walczak的说法,“就连像活塞这样需要高度受力的部件也能打印”。
 
“因为材料是一层层叠加起来的,你可以系统地对其微观结构施加影响。3D打印的部件在机械特性方面与普通的部件有着非常显著的差异。”他说。
 
大众集团方面表示,小而复杂的部件比较适合采用3D打印的方式,这样既能降低制造难度,又能提高效率,而较大的部件仍将通过传统的方法得到制造。
 
奥迪内饰技术中心模具制造和金属成型部门负责人Jörg Spindler表示,目前在一台汽车上,如果3D打印部件的数量维持在200个以内,制造商仍能保持盈利。他认为,通过技术改良,这个数字未来有望被提升到3000个。但目前对一些制造工时超过100小时的大型部件——例如发动机而言,就不太适用此类技术。
 
“这项新技术不会彻底取代传统制造工艺,”Jörg Spindler说,“但它可以创造出一些新的可能。”