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弗劳恩霍夫正在努力实现批量3D打印汽车零件的可能性

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2022-02-11

到目前为止,3D打印在汽车行业的应用主要集中在制作原型样件,生产定制零件,小批量生产需求数量少的零件等几个方面,在大批量生产零件方面,3D打印还无法胜任。

德国的弗劳恩霍夫协会的IAPT团队为了改变这一局面,一直在应用层面对3D打印进行研究。现在,他们3D打印的一个车门铰链部件,已经可以做得比传统的铣削铰链部件成本低50%,重量轻35%。

下面就来看看IAPT团队做了哪些工作:

1、通过激进的设计方法,重新设计了这个车门铰链部件。

2、使用零件分析和筛选工具3D Spark对新的设计方案做了分析和优化。

3、对比铰链部件在构建平台上不同打印方向的打印效果,寻找最理想的打印位置。大约节约费用15%。

4、对铰链部件进行拓扑优化,使其重量减少了35%,又节约了20%的费用。

5、通过计算,减少支撑结构,进一步减少重量,大约节约费用10%。

6、使用一种新的粉末,大约节约费用10%。

7、采用更高的层厚,并优化其他打印参数,减少打印时间,虽然会牺牲一部分的零件质量(仍优于铸造零件的质量),但可以降低成本约15%

8、通过排版,尽可能的一次打印更多的零部件,提升3D打印机的使用率,降低成本约10%。

总的来说,新零件比没有经过优化的直接3D打印零件便宜80%。在这80%中,45%的收益来自于支撑和定位,而其余的则来自于材料和工艺优化。

IAPT团队表示,采用这样的方法,来小批量生产一些汽车零件已经完全可能。尤其是汽车内饰的一些部件,可以实现定制化小批量生产,让消费者具有更多的选择。不过要在大批量生产时,实现经济效益,对于现在的3D打印来说还不太可能。他们评估的值是5000,当需要的零件超过5000个时,他们的这种3D打印方法也会失去效果。但不管怎么说,也是向批量3D打印汽车零件迈进了一大步。

当然,他们的这项研究成果也不是没有用武之地。一些年产量2500-5000量的汽车,正在评估3D打印零件的效益。像玛莎拉蒂的新款MC20,就会使用一部分3D打印的零件。


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