看3D打印如何讓賓利和蘭博基尼“獨步天下”？
發表時間：2018年10月09日瀏覽量：
自3D打印技術問世以來，汽車行業3D打印市場一直保持著驚人的增長速度。聯合市場研究公司（Allied Market Research）的一份報告指出，截至2023年，汽車3D打印行業或將高達27.3億美元，從2017-2023年的復合年增長率（CAGR）增長率為19.7%。
隨著汽車市場的競爭日趨激烈，車企們紛紛開始尋求更新的技術來降低成本并提升效率。如今，大型原始設備制造商（OEM）的裝配工廠都在爭相部署3D打印機，以提高裝配線甚至整個工廠的生產率。當下乃至未來，3D打印將繼續憑借五大“絕招”顛覆汽車行業。
今天，我們就來盤點一下這五大“絕招”。
1由小及大：極具靈活性的最優設計
在汽車設計初期階段采用3D打印機的一大好處，就是能夠在評估或零件到達裝配線之前就進行比例調整。賓利汽車（Bentley Motors）就是一個很好的例子。未來生產車輛的每個細節，幾乎都能夠通過Stratasys PolyJet™技術來實現。賓利汽車設計工作室同時配備了Stratasys Objet30 Pro™和Objet500 Connex™多材料3D打印機。
賓利汽車設計工作室運營與項目經理David Hayward表示：“Objet30 3D打印機的精確性，使我們能夠生產出全尺寸零件十分之一的等比例模型。一旦比例獲批，我們就可以繼續使用更大的Objet500 Connex™ 3D打印機，生產出全尺寸零件三分之一的模型、全尺寸零件以及結合了不同材料特性的零件，而無需進行裝配。”
此外，公司還能借助PolyJet技術打印半透明原型。事實上，根據 Hayward 所述，汽車內外所用的每個可能想到的物件都可以使用該技術來制作。通過 PolyJet 的類橡膠材料，賓利汽車可以生產出不同硬度、伸長率以及抗撕裂強度的橡膠零部件。
2快速工裝：精簡流程，節約耗時
快速工裝已成為許多汽車客戶的關注焦點，這一趨勢在未來幾年內還將繼續攀升。Stratasys的一項調查發現，60%的意大利客戶都在使用Fortus® 3D打印機進行制造工作。
據介紹，“有的企業采用3D打印機來預生產模具，然后再進行模具設計的前50-200次迭代。”然后，工程師可以對模具進行評估，以確定生產“最終鋼制模具版本”之前的最佳設計。較之傳統的加工方法，從一開始就用增材制造技術來設計工裝，可省去許多步驟和成本。
精簡工裝流程的最佳案例，要追溯到2011年。Aventador是蘭博基尼（Lamborghini）旗下的一款旗艦車型。這款售價40萬美元的Aventador，時速可達370英里/每小時，其諸多優異性能都歸功于它的碳纖維增強復合硬殼式構造，它構成了集成式車身底盤核心。整個車身和底盤只有505磅重。
借助Stratasys Fortus 3D打印，蘭博基尼利在20天內就設計構建并組裝出新款Aventador的1/6比例原型，包括車身、底盤和零件，總成本才3,000美元，而采用傳統制造工藝，則需要耗時4個月，耗資40,000美元。
蘭博基尼實驗室FDM 3D打印技術與傳統制作流程的成本與耗時對比
3快速定制
對汽車制造商而言，小批量生產定制化車型（尤其是內飾）往往成本高昂。但3D打印提供了經濟可行的解決方案。從實際情況看，定制內飾是3D打印來解決的另一個主要需求，包括制作小批量專用儀表盤等部件。雖然電動汽車仍屬于小批量生產市場，但市場增長迅速，3D打印或能發揮更為突出的作用。
Stratasys與一家德國汽車制造商合作，生產10,000輛“駕駛員友好型”汽車，3D打印技術非常適合，無論是在成本還是在材料方面。
這些車輛需要輕量化、高度專業化的零部件，進行小批量生產正好是FDM的“菜”。Stalasys最近與一個小型商用電動汽車（EV）制造商展開合作，他們生產的熱成型車頂工具將整體車重減輕了約5%。
定制化也適用于售后市場，尤其是在藝術性和工業設計相融合的時候。雖然目前仍存在一些技術障礙，但它顯示了3D打印在日益增長的電動汽車市場的巨大應用潛力。
4隨需進行驗證及先進測量
此外，3D打印將在測量和零件組裝方面扮演越來越重要的角色。一家知名汽車零件供應商與Stratasys的工程師合作開發了一種多功能工具，能夠對最終組裝前的前燈（或尾燈）上的多個點同時進行測量。它不僅將三個不同的測量步驟相集成，而且還取代了功能較少的鋼制或鋁制工具，使成本下降三分之二，而且，FDM生產的工具重量輕，可隨處挪動。
目前，越來越多的生產商采用Fortus 3D打印機來生產用于裝配過程所需夾具。例如，他們使用PolyJet Tango™這種橡膠類材料，生產組裝過程中用于測量門縫間隙的工具。
5功能測試：確認設計的可行性
約10年前，Stratasys的專家們展示了菲亞特汽車公司（Fiat）如何用FDM技術來制造車門和車身板件。由于SLA和SLS技術無法生產出沒有翹曲變形的零件，而FDM零件卻不會隨著時間推移發生形變。因此，被FDM技術所震撼的克萊斯勒菲亞特集團（Chrysler Fiat Group）購買了多臺Fortus 3D打印機，制造了功能更加完備的零部件。
例如，它們可以為發動機艙制造出能夠經受得住耐化學藥品腐蝕性及耐熱性等功能測試的復雜零部件。ULTEM 9085樹脂是一種阻燃、高性能的熱塑性塑料，是制造測試車輛復雜零部件（包括發動機艙內部零件）的首選材料。其“重量-性能比”類似于這些應用中采用的一些鋁合金，并且能夠承受186攝氏度的高溫。
另一種流行的汽車零件材料是ULTEM 1010樹脂，與ULTEM 9085樹脂相比，ULTEM 1010樹脂具有更高的耐溫性、更強的剛性，且能夠承受214攝氏度的高溫。
在零件或整個組件投產之前采用使用FDM技術，不僅能夠確認可行性，還能確認不可行性。
例如，現代摩比斯（Hyundai Mobis）為起亞（Kia）的Spectra車型生產了一個ABS塑料儀表盤原型，并用坐標測量機對其進行了精確掃描，以確保與原始設計精準的一致性。然而，原始設計的27個缺陷完整暴露，這些缺陷不僅會造成成本增加并延長生產周期，還將影響精確度與完整度。
寫在最后：汽車行業一直都是最復雜的快節奏行業之一， 隨著各種新應用的不斷發現、測試與實現，3D打印技術在汽車行業的巨大潛力才僅僅漏出了“冰山一角”，我們相信未來還將顛覆汽車制造領域的更多的環節。
來源：Stratasys3D打印觀察
隨著汽車市場的競爭日趨激烈，車企們紛紛開始尋求更新的技術來降低成本并提升效率。如今，大型原始設備制造商（OEM）的裝配工廠都在爭相部署3D打印機，以提高裝配線甚至整個工廠的生產率。當下乃至未來，3D打印將繼續憑借五大“絕招”顛覆汽車行業。
今天，我們就來盤點一下這五大“絕招”。
1由小及大：極具靈活性的最優設計
在汽車設計初期階段采用3D打印機的一大好處，就是能夠在評估或零件到達裝配線之前就進行比例調整。賓利汽車（Bentley Motors）就是一個很好的例子。未來生產車輛的每個細節，幾乎都能夠通過Stratasys PolyJet™技術來實現。賓利汽車設計工作室同時配備了Stratasys Objet30 Pro™和Objet500 Connex™多材料3D打印機。
賓利汽車設計工作室運營與項目經理David Hayward表示：“Objet30 3D打印機的精確性，使我們能夠生產出全尺寸零件十分之一的等比例模型。一旦比例獲批，我們就可以繼續使用更大的Objet500 Connex™ 3D打印機，生產出全尺寸零件三分之一的模型、全尺寸零件以及結合了不同材料特性的零件，而無需進行裝配。”
此外，公司還能借助PolyJet技術打印半透明原型。事實上，根據 Hayward 所述，汽車內外所用的每個可能想到的物件都可以使用該技術來制作。通過 PolyJet 的類橡膠材料，賓利汽車可以生產出不同硬度、伸長率以及抗撕裂強度的橡膠零部件。
2快速工裝：精簡流程，節約耗時
快速工裝已成為許多汽車客戶的關注焦點，這一趨勢在未來幾年內還將繼續攀升。Stratasys的一項調查發現，60%的意大利客戶都在使用Fortus® 3D打印機進行制造工作。
據介紹，“有的企業采用3D打印機來預生產模具，然后再進行模具設計的前50-200次迭代。”然后，工程師可以對模具進行評估，以確定生產“最終鋼制模具版本”之前的最佳設計。較之傳統的加工方法，從一開始就用增材制造技術來設計工裝，可省去許多步驟和成本。
精簡工裝流程的最佳案例，要追溯到2011年。Aventador是蘭博基尼（Lamborghini）旗下的一款旗艦車型。這款售價40萬美元的Aventador，時速可達370英里/每小時，其諸多優異性能都歸功于它的碳纖維增強復合硬殼式構造，它構成了集成式車身底盤核心。整個車身和底盤只有505磅重。
借助Stratasys Fortus 3D打印，蘭博基尼利在20天內就設計構建并組裝出新款Aventador的1/6比例原型，包括車身、底盤和零件，總成本才3,000美元，而采用傳統制造工藝，則需要耗時4個月，耗資40,000美元。
蘭博基尼實驗室FDM 3D打印技術與傳統制作流程的成本與耗時對比
3快速定制
對汽車制造商而言，小批量生產定制化車型（尤其是內飾）往往成本高昂。但3D打印提供了經濟可行的解決方案。從實際情況看，定制內飾是3D打印來解決的另一個主要需求，包括制作小批量專用儀表盤等部件。雖然電動汽車仍屬于小批量生產市場，但市場增長迅速，3D打印或能發揮更為突出的作用。
Stratasys與一家德國汽車制造商合作，生產10,000輛“駕駛員友好型”汽車，3D打印技術非常適合，無論是在成本還是在材料方面。
這些車輛需要輕量化、高度專業化的零部件，進行小批量生產正好是FDM的“菜”。Stalasys最近與一個小型商用電動汽車（EV）制造商展開合作，他們生產的熱成型車頂工具將整體車重減輕了約5%。
定制化也適用于售后市場，尤其是在藝術性和工業設計相融合的時候。雖然目前仍存在一些技術障礙，但它顯示了3D打印在日益增長的電動汽車市場的巨大應用潛力。
4隨需進行驗證及先進測量
此外，3D打印將在測量和零件組裝方面扮演越來越重要的角色。一家知名汽車零件供應商與Stratasys的工程師合作開發了一種多功能工具，能夠對最終組裝前的前燈（或尾燈）上的多個點同時進行測量。它不僅將三個不同的測量步驟相集成，而且還取代了功能較少的鋼制或鋁制工具，使成本下降三分之二，而且，FDM生產的工具重量輕，可隨處挪動。
目前，越來越多的生產商采用Fortus 3D打印機來生產用于裝配過程所需夾具。例如，他們使用PolyJet Tango™這種橡膠類材料，生產組裝過程中用于測量門縫間隙的工具。
5功能測試：確認設計的可行性
約10年前，Stratasys的專家們展示了菲亞特汽車公司（Fiat）如何用FDM技術來制造車門和車身板件。由于SLA和SLS技術無法生產出沒有翹曲變形的零件，而FDM零件卻不會隨著時間推移發生形變。因此，被FDM技術所震撼的克萊斯勒菲亞特集團（Chrysler Fiat Group）購買了多臺Fortus 3D打印機，制造了功能更加完備的零部件。
例如，它們可以為發動機艙制造出能夠經受得住耐化學藥品腐蝕性及耐熱性等功能測試的復雜零部件。ULTEM 9085樹脂是一種阻燃、高性能的熱塑性塑料，是制造測試車輛復雜零部件（包括發動機艙內部零件）的首選材料。其“重量-性能比”類似于這些應用中采用的一些鋁合金，并且能夠承受186攝氏度的高溫。
另一種流行的汽車零件材料是ULTEM 1010樹脂，與ULTEM 9085樹脂相比，ULTEM 1010樹脂具有更高的耐溫性、更強的剛性，且能夠承受214攝氏度的高溫。
在零件或整個組件投產之前采用使用FDM技術，不僅能夠確認可行性，還能確認不可行性。
例如，現代摩比斯（Hyundai Mobis）為起亞（Kia）的Spectra車型生產了一個ABS塑料儀表盤原型，并用坐標測量機對其進行了精確掃描，以確保與原始設計精準的一致性。然而，原始設計的27個缺陷完整暴露，這些缺陷不僅會造成成本增加并延長生產周期，還將影響精確度與完整度。
寫在最后：汽車行業一直都是最復雜的快節奏行業之一， 隨著各種新應用的不斷發現、測試與實現，3D打印技術在汽車行業的巨大潛力才僅僅漏出了“冰山一角”，我們相信未來還將顛覆汽車制造領域的更多的環節。
來源：Stratasys3D打印觀察
