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3D打印在汽车行业的发展历程

来源:曼恒数字   日期:2018年04月03日 18:54   浏览:53次

在3D打印技术众多的应用领域中,汽车行业是3D打印技术最早的应用者之一。早在3D打印技术发展的初期,一些欧美国家的车企就开始将3D打印技术应用于汽车研发过程。其中,应用最早、最深入的车企是福特汽车公司。早在1988年,福特汽车公司就购入全球3D打印史上第三台3D打印机。


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福特3D打印中心员工正在清理3D打印的模具原型


目前,福特已利用ExOne公司的3D打印技术为自己汽车的引擎打印模具和样品。福特也与Carbon 3D公司合作,利用CLIP(连续液态界面制造)技术量产制造出用于福克斯电动车型的橡胶垫圈和用于Transit Connect车型的阻尼缓冲器。


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福特采用CLIP技术打印福克斯电动车橡胶垫圈


除福特外,其他汽车公司巨头如大众、丰田、法拉利、兰博基尼、保时捷等也都有应用3D打印技术在自己汽车的研发制造中。目前3D打印技术主要应用在打印产品原型,使用的材料多为高分子材料。我们相信在未来,随着3D打印技术的发展,越来越多的汽车厂商将直接打印最终产品或零件,向具有更高价值的应用转变。


3D打印汽车发展历程


3D打印在汽车领域最开始的应用主要集中在研发阶段。随着3D打印技术不断发展以及车企对3D打印技术认知度提高,3D打印技术在汽车行业的应用逐步向功能性原型和功能零部件扩展。


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3D打印汽车案例


世界第一辆3D打印汽车—Urbee 2



Urbee的制造宗旨是用最少的耗能完成最长的行车距离,同时尽可能减少制造过程中对原材料的浪费,尼龙玻纤的轻质高强等特性充分满足了他们的需要。整个车的零件打印耗时2500小时,生产周期远远小于传统汽车制造周期。整车的成本大致在5万美元,电力驱动时,可提供6~12kw的动力,最大行驶里程可达64km。


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世界首辆3D打印汽车原型Urbee



世界第一辆3D打印电动汽车“Strati”


2014年,在美国芝加哥举行的国际制造技术展览会(International Manufacturing Technology Show,IMTS)上,Local Motors汽车公司展出了世界第一辆采用3D打印技术打造的电动汽车“Strati”。


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世界首辆采用3D打印技术打造的电动汽车“Strati”


Strati整个制造过程仅用了44个小时,车身3D打印一体成型。全车仅40多个零件,除动力传送系统、悬架、电池、轮胎、车轮、线路、电动马达和挡风玻璃外,包括底盘、仪表板、座椅和车身在内的余下部件均由美国Cincinnati公司提供的3D打印机打印,所用耗材为碳纤维增强热塑性塑料,技术路线为FDM(熔融沉积成型)。


全球首款3D打印超级跑车“Blade”


2015年7月,美国Divergent Microfactories公司推出全球首款3D打印超级跑车“Blade”。


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全球首款3D打印超级跑车“Blade”


Blade车身大部分由碳纤维制造,利用3D打印技术打印铝合金零件与碳纤维支架,然后再进行组装。质量轻,整车质量约为640kg。Blade搭载一台700马力双燃料发动机(汽油或压缩天然气),0~96km/h加速时间仅需2秒。Blade整个制造过程在40小时左右。


3D打印概念车


2015年7月,鹿特丹举行的壳牌环保马拉松赛(欧洲站)上,一辆来自波兰的Iron Warriors团队使用Zortrax M200 3D打印机打印的概念车凭借1L油跑640km的成绩一举夺冠。


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3D打印智能巴士


2016年美国Local Motors(大陆汽车)推出了3D打印智能巴士Olli,2017年Local Motors与德国联邦铁路公司合作,筹划Olli巴士在德国的城市中投入使用。Olli巴士的载客量与速度均低于传统的公交车,其最大载客量为22人,最高时速为25英里/小时。Olli是一辆无人驾驶的智能汽车,在制造时采用了大量3D打印零部件。



3D打印智能巴士Olli


3D打印新能源电动车XEV



由于使用3D打印技术生产,XEV电动车不需要传统汽车制造所需要的模具,车辆造型和功能可以根据用户的需求定制化,而且不会产生额外成本,做到真正的按需定制化的柔性生产。这也是世界上第一款车身内外饰件使用3D打印技术生产的量产汽车。


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全球首款量产3D打印新能源电动车XEV



Essentia概念车


现代汽车集团旗下的豪华汽车品牌Genesis-创世纪凭借其最近推出的Essentia概念车获得了汽车界的广泛关注。Essentia的内饰有许多3D打印部件,摒弃了传统制造缺乏个性、冗长、不灵活和昂贵的加工工艺,将技术与美学完美融合。


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纵观3D打印汽车的发展历程,3D打印逐渐从研发环节的概念模型和功能性原型的制造,向功能性零部件、直接制造部件转型。


未来很长一段时间内,3D打印在汽车领域仍然将被广泛应用于原型制造。随着3D打印技术的发展、车企对3D打印认知度的提高以及汽车行业自身发展需求,3D打印的应用将向市场空间更大的生产和使用环节扩展,成为传统制造的重要补充。

文章转自公众号【3D部落】,如侵删。



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