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3D打印技术能立即运用到汽车行业中替代传统工艺吗?

其实3D打印技术早在20世纪90年代中期就已经问世,3d打印技术介绍早在1986年人类就已经开发出了世界上第一台3D打印机,第一个获得3D打印技术专利的是麻省理工学院。按照大家理解的3D打印知识来讲,这项技术不需要昂贵的机械设备和模具,能直接通过三维数据变现成实物,节省了模具开发和验证时间,它所能加工的产品,可以覆盖我们所有的工业制品。按照理论上来讲,早就应该风靡全球,替代掉所有的传统加工工艺了。但事实上,最近20年我们偶尔能在媒体上听见通过3D打印技术打印出了某一个飞机、某一个汽车、某一个手枪、某一个人造肝脏外,并没有看见波音和空客把这个技术拿来量产飞机,也没有看见热衷高科技的特斯拉用来打印电池和火箭,这中间究竟还有什么难度没有攻克吗?

  假如现在OEM要求我们开发一个塑料材质的保险杠,我们有哪几种途径可以实现呢:

  第一种常见办法,当然是机械加工。先买来一整块比保险杠体积还要大的塑料原材料,通过编程,将不需要的区域通过设备铣削、钻孔等方法去除掉,颇有点设计阶段做快速成型件的意思。这种方法的弊端也很明显,大量的材料被白白浪费,一些结构还不能一次直接成型,比如让直接在保险杠背面加工一个直径3mm高6mm的BOSS柱,还需要单独找一台设备加工好,用胶水黏上去,使用时保证不了强度。整个过程大概一周时间就可以完成,但是一次还只能做一个,产能和效率已经被固定了。

  第二种方法,先根据我们的三维数据,设计加工出对应的模具,再借用注塑设备,将塑料熔融后注射进模腔,冷却定型后修整完即可。但在这个过程中,像保险杠这样大一个模具,从设计到最后认可,一个专业的团队至少需要3个月时间,还不能保证尺寸100%合格,模具开发成本高达上百万。这种方法适合大批量加工,只要前期验证合格了,后期量产后,每天至少可以产几百件。

  也许你觉得前面两种方法都太麻烦了,脑洞大开的你,突发奇想,可不可以将这个产品的原材料制作成像积木或乐高玩具一样的造型,再根据图纸,我们把每一个小的造型根据保险杠的长宽高尺寸堆积固定在一起呢。当然可以,但是这种产品堆积出来后外表粗糙,每块材料之间肯定会存在缝隙,既不牢靠,也不能直接投入使用。那我们能不能用更先进的设备来帮我们完成这个手工活呢,先将保险杠根据3维数据均分成X份,再利用计算机编程,将材料通过设备一点一点、一层一层地按照数据轮廓堆积起来,堆积后完全看不见间隙,想要的保险杠就制造出来了。那这个设备是不是有点类似我们办公用的打印机,将碳粉或油墨一层一层的堆积在纸上,最后显现出图像,完全看不出图层与图层之间的瑕疵。因此3D打印机就在这样的创意中实现了,只不过与传统办公用打印机相比,他们是在二维空间工作,3D打印机是需要在三维空间来工作。由于3D打印是用逐步逐层叠加的方法来加工,所以他真正的名字叫增材制造技术(additive manfacturing ,AM),3D打印只是他的别称。

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