值得欣慰的是，想象未曾停歇，科學(xué)創(chuàng)新亦沒有止步。尤其是近年來，我國居民消費能力不斷提升，汽車產(chǎn)銷量也逐年上漲，汽車生產(chǎn)制造行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時期。整個汽車行業(yè)的生產(chǎn)制造流程不斷優(yōu)化，外觀設(shè)計及整體性能都在不斷提升。而3D打印技術(shù)的采用，更是為現(xiàn)代化汽車生產(chǎn)模式的建立提供了關(guān)鍵的技術(shù)支撐。
例如奧迪利用Stratasys的J750 3D打印機進(jìn)行尾燈原型設(shè)計，加速驗證過程，將原型制造時間縮短了50%。較之傳統(tǒng)制造模式下的“減材制造技術(shù)”，3D打印的優(yōu)勢在于其無需機械加工或任何模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據(jù)中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產(chǎn)品的研制周期，提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。
今天，小編為大家精選了幾則3D打印在汽車行業(yè)中的應(yīng)用案例，快來看一下吧！
案例一：Solaxis利用Stratasys 3D打印機大顯身手
Solaxis是北美地區(qū)一家專業(yè)的汽車配件供應(yīng)商，采用3D打印技術(shù)制作汽車裝配夾具，減輕了重量并提高了精度，可謂一舉兩得。
輕松組裝
汽車裝配零部件的傳統(tǒng)夾具往往存在兩大缺點：難以維護(hù)；金屬材質(zhì)，重達(dá)150磅，不易挪動。然而，正如Solaxis Ingenious Manufacturing的工程師們所示，夾具其實完全可以擺脫這些缺點。
借助Stratasys Fortus 3D打印機系列，Solaxis為汽車供應(yīng)商設(shè)計并制造了一款夾具，用于組裝大批量塑料門封條。在對該夾具研發(fā)了數(shù)次迭代之后，Solaxis不僅能夠生產(chǎn)出較傳統(tǒng)夾具輕100磅以上的3D打印夾具，而且設(shè)計和制造時間還比傳統(tǒng)工藝縮短了至少三分之二。
隨需迭代
Solaxis設(shè)計工程師對門封條裝配夾具進(jìn)行不斷優(yōu)化，過去的幾年里至少產(chǎn)生了十幾次迭代。對其汽車客戶而言，通過CAD軟件快速完成設(shè)計并利用Fortus 3D打印機系列進(jìn)行快速打印的制造模式非常新穎。
Francois Guilbault補充道：“我們可以對設(shè)計進(jìn)行自由修改，而無需再回過頭來對客戶說‘模具必須重新制作’。”
這種敏捷性增加了設(shè)計靈活度，使Solaxis工程師能夠集多種微小調(diào)整于一身，包括按鈕與手柄的布局、滑槽的添加以及其他符合人體工程學(xué)的改進(jìn)。這也使Solaxis能夠?qū)ΜF(xiàn)有內(nèi)部硬件進(jìn)行集成，倘若交換機或線路斷開，客戶則可以快速更換，因此，設(shè)計中的部件數(shù)量得以大幅減少。
Guilbault表示，工程師可以在8~20個小時內(nèi)完成CAD迭代，具體時間取決于部件的復(fù)雜程度。Solaxis能夠與其客戶的工程師共享文件，進(jìn)而快速確認(rèn)設(shè)計并在數(shù)日內(nèi)生產(chǎn)出新夾具。與利用數(shù)控機床所生產(chǎn)的夾具不同，F(xiàn)ortus 3D打印機可在任何時間段均可進(jìn)行生產(chǎn)，整個生產(chǎn)過程無需人工監(jiān)督。
對客戶而言，產(chǎn)生的效益非常明顯。Guilbault表示：“我們成功地將整個設(shè)計與制造周期從傳統(tǒng)制造模式下的16~20周壓縮至3~5周。”
高效率，低成本
Solaxis夾具的尺寸是34英寸x 22英寸，重量僅為28磅，足夠輕便，任何人都能挪動。如今，每個操作員都希望其工作臺上配備了這樣的夾具。
另外，通過使用Solaxis夾具，工人每個周期可平均節(jié)省4秒的時間。一般而言，組裝密封條的員工每年可進(jìn)行250,000個周期，因此，供應(yīng)商節(jié)省了數(shù)百小時的勞動時間。
Guilbault表示：“單憑周期的時間增益就足以證明3D打印夾具的價值所在。所以，他們的投資回報率在短短12個月內(nèi)就實現(xiàn)了。”
合規(guī)性驗證
在與Solaxis合作之前，客戶經(jīng)常遇到合規(guī)性問題。交付給原始設(shè)備制造商（OEM）的夾具經(jīng)常被退回，不僅檢修時間冗長，而且檢修成本高昂。
Stratasys 3D打印技術(shù)使Solaxis能夠不斷地改進(jìn)夾具，節(jié)省了客戶的生產(chǎn)時間與成本。反過來，汽車供應(yīng)商也大大提高了向其OEM客戶提供門密封條的可靠性。過去兩年內(nèi)，未出現(xiàn)任何合規(guī)性問題，這也就意味著Solaxis的獲利也大幅提升。
案例二： 美國專業(yè)賽車隊Team Penske攜手Stratasys將3D打印引入賽車界
Stratasys通過其3D打印技術(shù)為Team Penske制造工具、賽車零件和工程原型，并提供有關(guān)定制化賽車運動應(yīng)用和材料工程方面的技術(shù)支持。
付出就會有回報
在賽車界，Team Penske是勝利的代名詞，其傳奇歷程源自于創(chuàng)始人Roger Penske的卓越領(lǐng)導(dǎo)力與眾成員對于勝利的不懈追求。迄今為止，該車隊贏得了440多場主要賽事的勝利和500次桿位（首發(fā)），并在29場國家錦標(biāo)賽（其中涵蓋開輪式、汽車和賽車項目）中獲得了優(yōu)異成績，這更是凸顯了其追求卓越的高貴品質(zhì)。但對于Team Penske而言，要立于不敗之地，就必須不斷地打破現(xiàn)狀，挑戰(zhàn)未來，而技術(shù)正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的基石。
走在科技最前沿
Team Penske總裁Tim Cindric表示：“在當(dāng)今的比賽中，技術(shù)扮演著重要角色。” Cindric認(rèn)為，賽道不是技術(shù)的發(fā)源地，而是技術(shù)的展示臺。Team Penske已經(jīng)完全采用的一項技術(shù)就是“增材制造”技術(shù)。而Stratasys 3D打印解決方案加速了Team Penske將創(chuàng)意向現(xiàn)實的轉(zhuǎn)化。
Cindric補充道：“這項技術(shù)使我們得以用最少的時間來產(chǎn)生創(chuàng)意，并以最可靠且最有效的方式將它實現(xiàn)。它賦予了我們更多創(chuàng)意上的可能性。”這一點完全能夠理解，因為對于Team Penske而言，增材制造解決方案涵蓋了很多領(lǐng)域。
Team Penske生產(chǎn)經(jīng)理Matt Gimbel表示：“我們于21世紀(jì)初首次開始使用3D打印，當(dāng)時主要用它來支持風(fēng)洞模型項目。之后，就將它用于制作治具和夾具，以及我們復(fù)合材料部門的沖刷模具和賽車零部件等。”
增材制造最大的一個價值，就是能夠通過打印和調(diào)整設(shè)計的方法來快速驗證創(chuàng)意的可行性。Team Penske復(fù)合材料工程師Andrew Miller表示：“我們正在盡可能快地實現(xiàn)汽車升級。3D打印組件使我們可以快速進(jìn)行多次迭代，并且節(jié)省了大量時間。”
Matt Gimbel補充道：“如果我們不能加快實現(xiàn)進(jìn)度，那么就有可能輸給其他車隊。3D打印使我們能夠?qū)⑦@些創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為那些可能無法用其他任何制造方法生產(chǎn)的零件。”
除了速度以外，F(xiàn)DM和PolyJet附加解決方案均還提供了所需的精確度及可靠性。Andrew Miller表示：“生產(chǎn)組件時，我們對這些設(shè)計及其將實現(xiàn)的功能充滿信心，這也使得我們能夠更快地將其落實到比賽現(xiàn)場。”
從工裝到生產(chǎn)零件
IndyCar燃料探頭手柄的重新設(shè)計就是一個很好的例子。這種探頭手柄以前都由鋁制的，非常笨重，不易使用，而且外形方面不具吸引力。Team Penske構(gòu)思了一種更輕巧、更符合人體工程學(xué)的流線型設(shè)計。然而，距離Indy500大賽只剩幾天的時間，根本不可能通過采用傳統(tǒng)制造方法來實現(xiàn)。相反，依靠3D打印的組合模具和自犧牲模板，再加上Stratasys的通力合作，Team Penske及時為比賽產(chǎn)生出了六個全新的探頭手柄。Miller表示：“我們所有組件的生產(chǎn)都沒有出現(xiàn)任何故障或任何問題，這對我們的制造過程來說是一項重大壯舉。”
考慮到3D打印的使用范圍，精準(zhǔn)定位其最大價值對Team Penske而言極具挑戰(zhàn)性。Matt Gimbel認(rèn)為，3D打印的最大價值在于能夠使用由3D打印機直接為其賽車制作零件，他以一種為駕駛員提供新鮮空氣的一氧化碳過濾器的開發(fā)為例：“新設(shè)計最初是打算由碳纖維來制造的，但我們把這些部件打印出來并做了測試之后才意識到，那不僅是一個偉大的設(shè)計，而且零件制造的材料非常好，完全適用于賽車。”
盡管增材制造對Team Penske而言不算什么新技術(shù)，但Gimbel認(rèn)為他們只不過才觸碰到了3D打印的冰山一角。Gimbel 說：“未來，3D打印在賽車行業(yè)里還有很長的一段路要走，而且它適用范圍極廣。我認(rèn)為，目前還沒有人能夠真正知曉3D打印的全部潛力。
最后，Tim Cindric總結(jié)道：“通常情況下，我們的所有競爭對手最終都會在相同的時間點采取相同的解決方案。但我們需要采取下一代解決方案，而Stratasys幫助我們更快地找到了下一代解決方案。”
尼龍12碳纖維顯神威
在賽車快速迭代與最終零部件制造中，Team Penske采用的Stratasys 3D打印技術(shù)就包括尼龍12碳纖維材料3D打印，在制造IndyCar 和 NASCAR兩款賽車時都應(yīng)用了Stratasys的尼龍12碳纖維材料3D打印技術(shù)。
Team Penske為其NASCAR賽車制造了尼龍12碳纖維3D打印后視鏡外殼。該外殼不僅具有高抗沖擊性和高剛度，并且重量輕盈。這種碳纖維增強尼龍材料的剛度在制造薄壁零部件時有著特有優(yōu)勢，用它們制造的零部件在空氣動力載荷下不會彎曲變形。
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