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"SLS之父"许小曙详解3D打印在汽车业的应用

概要:日前,由盖世汽车主办的盖世微课堂——3D打印在汽车业的应用正式开讲!课堂特邀行业资深专家华曙高科董事长许小曙博士开堂授课并解答疑问。与此同时,广汽、东风、上汽、福特、比亚迪、江铃、长城等整车企业,大陆、采埃孚、德尔福等零部件供应商及上海增材制造协会、Stratasys、Autodesk等3D打印相关行业共348位人士针对3D打印技术发展问题在群内展开热烈探讨。以下是课堂焦点内容速记汇总,与业内共飨!

"SLS之父"许小曙详解3D打印在汽车业的应用

广义的3D打印,有七种基本类型,图中标红的三种已经在汽车工业中直接使用。

汽车的很多零部件,都可以用3D打印完成它的加工,如图所示的各种外形件、内饰件、支撑件、壳体件以及容器类的构件都可以用3D打印来完成。

第一个方面是用于设计验证、性能测试的手工样件(原型件)的制作。

第二方面是用于结构复杂零件的直接制作,图中所示Daimler Chrysler发动机上的进气歧管,就是3D打印出来的,可以直接装在实车上运行。

第三方面是用于汽车上的轻量化结构零件的制作,这种结构零件在汽车上用的还不是很多,需要汽车的设计人员,从设计思路上创新,用各种蜂窝结构来替代实心或实体结构。

第四方面用于定制专用的工装和检测器具,图中所示的三个案例,最左边是行李箱盖的安装用的工装, 中间和右侧的是检测器具。

第五方面是整车模型的制作,以往是用油泥模型,当3D打印技术出现之后,可以在一定程度上取代油泥模型。当然,3D打印的模型还不能像油泥模型那样好修改,这也是3D打印需要进一步完善的地方。

解答疑问

A2:目前可以用于3D打印的材料的种类还是非常有限的,而目前世界上用选择性激光烧结的一些主流材料基本就是纯尼龙材料、尼龙/玻璃微珠复合材料、尼龙/碳纤维复合材料,与汽车上实际使用的材料种类相比还是有很大差距的。

A3:汽车产品生产成本是一个相对的概念,在批量非常小的情况下,模具的成本摊在单件产品上的比较高,这样它的单件产品就会比较贵。所以对单件或者小批量的产品,用3D打印方式生产,它的成本是相对来讲低廉的。而像年产几十万辆汽车的这种批量,如果用3D打印的方式生产,目前来看成本是不合算的。

对于3D打印中FDM技术,其产品在竖直方向的强度,是水平方向的三分之一左右;而对于SLS技术而言,三个方向性能是基本一致的。

A6:这是两种不同的技术,3D打印是增材制造,是用增加相应的材料来成型工件的。而CNC是减材制造,是用去除多余的材料来成型工件。这两者也各有各的优势,CNC的加工精度会高于3D打印,而3D打印能够制造的零件的复杂程度要远高于CNC。

A10:在国外用得最多的是航空航天、医疗等一些个性化极强的领域,比如定制人的牙齿、骨骼,这些都只能是量身定制;航空航天器对特殊零部件的综合性能要求高,重量要轻,强度要高,形状要复杂,基于这些特点,它用3D打印这种方式是合适的。

A11:个性化定制肯定是3D打印最适合的领域。3D打印的未来发展趋势,首先是材料的多样性,要研发出更多的材料来满足我们的各项产品对材料多样性的要求。第二是打印机的系列化,从成形尺寸、成形材料种类等方面都形成系列。