干貨:3D打印在一汽大眾汽車研發(fā)與生產(chǎn)的應(yīng)用
魔猴君 行業(yè)資訊 1987天前
近日,魔猴網(wǎng)在SAMPE 中國(guó)2019年會(huì)的“汽車工程師大會(huì)暨汽車材料與工藝創(chuàng)新應(yīng)用高峰論壇”上,聽到了一汽大眾技術(shù)開發(fā)部的高級(jí)工程師吳宏濤的演講。對(duì)于3D打印在汽車制造領(lǐng)域有了深入的了解,下面分享給大家。
3D打印的種類以及優(yōu)缺點(diǎn)
3D打印在汽車研發(fā)的生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例
PT裝車用零件——塑料件
下圖2——9的清洗液罐采用SLS工藝制作,完成后需做密封處理,后與批量零件組裝在一起,并粘接牢固,如下圖所示,該零件組裝后發(fā)往德國(guó)的路試試驗(yàn)車上,大大節(jié)省了開發(fā)時(shí)間與費(fèi)用,圖2-10是空調(diào)風(fēng)道連接件,壁厚較厚,可以用于裝車。
下圖的熟料線夾零件用于電動(dòng)車開發(fā)過程中的PT樣車裝車,在電動(dòng)車存在很多線夾,為保護(hù)和固定線束,經(jīng)常使用下圖所示的線夾零件,如下圖所示,裝車的時(shí)候,線束安放在線夾槽中,線夾蓋板翻折90度,這一簡(jiǎn)單動(dòng)作,對(duì)打印材料的性能要求很高。
下圖的風(fēng)道用于整車開發(fā)過程中的PT樣車裝車,風(fēng)道零件的試制一直是試制領(lǐng)域的難點(diǎn)和痛點(diǎn),傳統(tǒng)的建議鋼膜吹塑工藝試制成本高,周期長(zhǎng),硅膠模工藝試制不受尺寸限制,而且軸心困難,多采用分半制造,再粘合起來的辦法,試制出來的風(fēng)道耐沖擊性差,強(qiáng)度不好,采用SLS粉末打印后所有問題都迎刃而解。
下圖是砂型打印工藝制作的進(jìn)氣歧管,無論制作周期和試制成本都是傳統(tǒng)砂鑄無法比擬的。
測(cè)量夾具和工裝夾具
下圖2-12零件尺寸較大,最大尺寸500多毫米,切壁厚較厚,由于采用蜂窩結(jié)構(gòu)形成,不到一周就完成了試制,重量較輕,采用 New Bora 汽車后蓋與側(cè)圍設(shè)計(jì)間隙評(píng)價(jià),圖2-13是SLS打印的生產(chǎn)夾具。
金屬嵌件類零件
圖2-16是幾種常見的FDM快速成型金屬嵌件類型,常見的嵌件有螺母、螺母套、襯套、內(nèi)嵌螺柱常見,需要在FDM制件的過程中嵌入。
油箱口蓋密封件的制作
郵箱扣蓋密封件結(jié)構(gòu)比較特殊,他是軟硬兩種材料組合,切相互嵌入,裝車對(duì)強(qiáng)度要求比較高,普通3D打印無法滿足要求,本例采用FDM\SLA\硅膠模生產(chǎn)工藝共同完成,該零件制作周期5天,效果十分好,這個(gè)例子充分說明,該種3D打印工藝不僅是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,更重要的是相互補(bǔ)充。
工裝夾具
下圖2-15視為生產(chǎn)部門試制的某B級(jí)車后蓋大眾裝備夾具,圖2-14位德國(guó)削銑加工制作的,要加10000元人民幣,圖2-14是我們自己采用FDM工藝制作的后蓋大眾尾標(biāo)裝備夾具,該夾具的制作成本在1000元以內(nèi)。
集中常見的3D打印工藝所用材料的機(jī)械特性
△惠普3D打印尼龍的熱變形溫度最高,華曙高科SLS 尼龍打印的次之,SLA樹脂材料的最低。
沖汽車行業(yè)看未來3D打印技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3D打印零件有望在一下3類零件的大批量生產(chǎn)中獲得突破:
1、拓?fù)湓O(shè)計(jì)零件的加工制造
2、集成化設(shè)計(jì)零件的制造
3、零件設(shè)計(jì)的布局加強(qiáng)
3D打印技術(shù)從20世紀(jì)80年代興起,各種打印技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在工業(yè)設(shè)計(jì)和研發(fā)中,尤其在汽車行業(yè),3D打印越來越多,但是,3D打印目前在汽車上的應(yīng)用,還主要集中在研發(fā)上,在批量生產(chǎn)的汽車上還沒有應(yīng)用,究其原因,有兩點(diǎn):一點(diǎn)是,汽車零件生產(chǎn)目前還是以模具為主,因?yàn)閷?duì)于大批生產(chǎn),模具的單件成本更低,成型效率更高,另一點(diǎn),他是最重要的一點(diǎn),3D打印材料的性能與人們要求任然相距很大。
研發(fā)性能更好3D打印材料將是3D打印行業(yè)的重中之重,同時(shí)也決定著3D打印行業(yè)未來的發(fā)展,相信3D打印在不遠(yuǎn)的將來,將在小批量生產(chǎn)領(lǐng)域大顯身手。
基于此,從汽車行業(yè)看3D打印的未來發(fā)展趨勢(shì):
1、機(jī)械性能更好的材料
2、打印零件表面質(zhì)量更好
3、打印成形速度更快
4、打印材料更加便宜