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武漢易成三維科技有限公司
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汽車 3D 打印應(yīng)用
本文將討論為什么3D打印對(duì)汽車行業(yè)產(chǎn)生如此大的影響，以及如何實(shí)施它來提高性能，同時(shí)降低交貨時(shí)間和成本
對(duì)于汽車行業(yè)來說，增材制造3D打印的最新進(jìn)展為更新，更強(qiáng)大的設(shè)計(jì)打開了大門;更輕、更強(qiáng)、更安全的產(chǎn)品;縮短交貨時(shí)間;并降低成本。2015年，年度Wohlers報(bào)告指出，汽車行業(yè)占所有AM支出的16.1%。雖然汽車原始設(shè)備制造商（OEM）和供應(yīng)商主要使用AM進(jìn)行快速原型設(shè)計(jì)，但AM的技術(shù)軌跡為它在未來的產(chǎn)品創(chuàng)新和直接制造中的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的理由。
本文將概述汽車行業(yè)的增材制造。它將討論車輛中使用的零件的設(shè)計(jì)要求，以及針對(duì)常見汽車應(yīng)用的設(shè)計(jì)建議。本文介紹了一系列適用于汽車行業(yè)的常用增材制造材料，以及幾個(gè)已成功實(shí)施增材制造技術(shù)的案例研究。
| 通信 | 汽車行業(yè)的設(shè)計(jì)通常以展示車輛形狀的比例模型開始。這些通常也經(jīng)常用于空氣動(dòng)力學(xué)測(cè)試。SLA 和材料噴射用于生成高細(xì)節(jié)、平滑、比例的汽車設(shè)計(jì)模型。準(zhǔn)確的模型可以清楚地傳達(dá)設(shè)計(jì)意圖，并展示概念的整體形式。 |
| 驗(yàn)證 | 使用3D打印進(jìn)行原型設(shè)計(jì)現(xiàn)在在汽車行業(yè)中已經(jīng)司空見慣。從使用低成本FDM快速打印的全尺寸翼鏡到高細(xì)節(jié)，全彩色儀表板，有一種AM技術(shù)適合各種原型設(shè)計(jì)需求。一些增材制造工程材料還允許對(duì)原型性能進(jìn)行全面測(cè)試和驗(yàn)證。 |
| 前期制作 | 3D打印最具顛覆性的領(lǐng)域之一是生產(chǎn)用于注塑成型，熱成型以及夾具和夾具的低成本快速模具。在汽車行業(yè)，這允許以低成本快速制造模具，然后用于生產(chǎn)中低運(yùn)行的零件。這種驗(yàn)證降低了在生產(chǎn)階段投資高成本工具時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。 |
| 生產(chǎn) | 由于汽車行業(yè)的產(chǎn)量通常非常高（每年超過100，000個(gè)零件），因此AM主要用作原型設(shè)計(jì)解決方案，而不是用于最終零件制造。工業(yè)打印機(jī)尺寸的改進(jìn)，它們能夠打印的速度和可用的材料意味著AM現(xiàn)在是許多中型生產(chǎn)運(yùn)行的可行選擇，特別是對(duì)于將生產(chǎn)數(shù)量限制在遠(yuǎn)低于平均水平的高端汽車制造商。 |
| 定制 | 增材制造對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的汽車行業(yè)產(chǎn)生了重大影響，因?yàn)楦叨葟?fù)雜的一次性組件的成本可以通過車輛性能的大幅提高來證明。零件可以針對(duì)特定車輛（定制的輕型懸架臂）或駕駛員（頭盔或座椅）進(jìn)行定制。增材制造還允許零件整合并優(yōu)化許多定制汽車部件的形貌。本文末尾的案例研究進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。 |
與汽車行業(yè)相關(guān)的最關(guān)鍵方面之一是減輕部件的重量。汽車應(yīng)用利用先進(jìn)的工程材料和復(fù)雜的幾何形狀來減輕重量并提高性能。武漢易成三維科技3d打印應(yīng)用能夠用汽車工業(yè)中常見的許多輕質(zhì)聚合物和金屬生產(chǎn)零件。
影響重量和空氣動(dòng)力學(xué)（以及車輛性能）的是零件的幾何形狀。汽車零件通常需要內(nèi)部通道，以實(shí)現(xiàn)隨形冷卻，隱藏特征，薄壁，精細(xì)網(wǎng)格和復(fù)雜的曲面。AM允許制造高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)仍然可以非常輕巧和穩(wěn)定。它提供了高度的設(shè)計(jì)自由度，功能特性的優(yōu)化和集成，以合理的單位成本制造小批量尺寸，即使在批量生產(chǎn)中也具有高度的產(chǎn)品定制化。
許多汽車應(yīng)用需要顯著的熱變形最小值。武漢易成三維有幾種3d打印工藝可以提供的材料能夠承受遠(yuǎn)高于平均105℃持續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)艙溫度的材料。武漢易成三維科技的SLS尼龍以及一些光固化聚合物適用于高溫應(yīng)用。
用于汽車生產(chǎn)的大多數(shù)部件必須完全防潮，如果不是防潮的話。增材制造的一個(gè)主要好處是，所有打印部件都可以進(jìn)行后處理，以形成防水和防潮的屏障。此外，許多材料，就其本質(zhì)而言，適用于潮濕和潮濕的環(huán)境。
通過將項(xiàng)目重新設(shè)計(jì)為單個(gè)復(fù)雜零部件，可以減少組件中的項(xiàng)目數(shù)。在考慮增材制造如何有利于減少材料使用，從而減輕重量和長(zhǎng)期成本時(shí)，零件整合是一個(gè)重要因素。零件合并還減少了庫存，并意味著如果需要進(jìn)行維修或維護(hù)，可以用單個(gè)零件替換組件;汽車行業(yè)的另一個(gè)重要考慮因素。