3D打印技術走入現實 汽車行業(yè)用其低量生產零件

    據汽車新聞網站Autonews報道，汽車行業(yè)對3D打印技術越來越重視，已經將這項技術作為低量生產汽車零件的實用之選。

    美國加州雷德伍德城的創(chuàng)業(yè)公司Carbon3D就為寶馬公司和福特汽車提供用聚合物制作的汽車零部件。寶馬Mini使用3D打印的裝飾性舷窗，而福特TransitConnect則使用了3D打印的防沖減震零件。Carbon3D現在還正在與DelphiAutomotive合作以吸引更多的顧客。

    現在各大公司也紛紛研發(fā)這一技術，希望能從中盈利。去年9月，美國鋁業(yè)公司（Alcoa）投資6000萬美元（約3.9億元人民幣）在匹茲堡研發(fā)中心研發(fā)的3D打印機能夠使用鋁、鈦及其他合金生產零部件。據了解，通用電氣（GeneralElectric）已經開始使用3D打印機用粉末金屬制造噴射發(fā)動機的燃料噴嘴。這一新興的做法，又名增材制造（additivemanufacturing），在汽車業(yè)務領域有巨大的應用空間。通常，汽車制造商要花費大量金錢裝備生產線，制造汽車零部件。它們必須反復創(chuàng)建工具和模具以生產零部件的早期原型，因為工程師要努力讓新零部件滿足設計規(guī)格。然而現在，供應商和制造商相信他們可以省去部分投資和精力，不斷改進數字設計，然后通過先進的打印機制造出符合規(guī)格的制成零件。

    國際制造工程學會（SocietyofManufacturingEngineers）行業(yè)戰(zhàn)略主管黛比•霍爾頓（DebHolton）表示3D打印技術“在過去的幾年里無疑取得了巨大進步。這是它們的夢想——不再使用模具制造零部件”。Carbon3D公司希望3D打印機能取代傳統(tǒng)的每年能生產5萬或5萬以內零部件的低量生產注塑模具。然而直到現在，人們對3D打印技術的懷疑更多仍集中在依賴它完成工廠死板安排的可操作性，而不是對它的基礎科學水平上。

    誠然，現在的打印機的效率也不高，只能處理為數不多的幾種原材料，而且生產的產品耐用性低，分層的零部件有可能在下日常使用條件下就破碎，所以3D打印主要用于制作樣品或展品。但是這項技術已經飛速進化，并且已經滲透到航空航天和醫(yī)療產品領域。Carbon3D的商用打印機比上一代打印機速度快了將近100倍，而且它們可以將多種原材料制造成產品。更重要的是，它們生產的零部件強度與使用注塑模具生產的部件的強度相當。Carbon3D的打印機制成產品不再需要分層。Carbon3D產品管理副總裁柯克·菲爾普斯（KirkPhelps）說：“既然不再需要分層材料，你會得到更高質量的零部件，它們具有強度高、耐熱、彈性好的特點。”

    去年，Carbon3D以每臺機器每年4萬美金（約26萬元人民幣）的價格將一批打印機租賃給了早期客戶。DelphiAutomotive就是客戶之一，現在Delphi想了解這些3D打印機是否適用用生產電力組件。DelphiAutomotive增材制造發(fā)展經理杰瑞·萊因哈特（JerryRhinehart）表示，公司會在25輛汽車上安裝一批3D打印的電子連接器和其他電器元件，并于6月對這些汽車進行道路測試。

    成本低廉并不是3D打印技術的價值定位。萊因哈特指出，對大多數批量生產的組件來說，3D打印在價格上與注塑模具相比并沒有優(yōu)勢，但是如果一個有4、5部分的零部件可以被3D打印的一個整的零部件取代，那么制造商就可以降低成本、減少重量、簡化裝配。萊因哈特說：“你可以讓零部件變得更小、更輕、更簡單，這樣你可以完全自由地設計產品。這是這項技術絕妙商業(yè)模式。”

    這項方興未艾的技術在零件市場和配修領域也有前景。由于3D打印*適合量產5萬件或以內的產品，它可能會更適合生產需求較低的零部件，如生產有12年車齡車輛的內飾。像PepBoys這樣的汽配零售商可以使用自己的3D打印機生產客戶訂購的替換部件，而再不需要讓工廠生產，并將它們存儲在倉庫。萊因哈特說：“當你只需要保存零部件的數字圖形文件時，為什么還要把它們在倉庫存放10或20年呢？”

    喬治亞理工學院（GeorgiaInstituteofTechnology）機械工程教授兼國際制造工程學會成員托馬斯·庫費斯（ThomasKurfess）表示，PepBoys的后院商店可能不那么迷人，但是3D項技術有用武之地。他說：“PepBoys可以從通用汽車處下載數字文件并打印出來，而通用公司不必再擔心庫存或使用工具生產零部件。它們都可以大幅增加利潤率。”

    3D打印技術在零件市場的潛力在2014年得到宣傳，因為當時宇航員在國際空間站使用104層塑料打印出了他們需要的4英寸長的棘輪扳手。

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