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  3D打印造车真的来了

不久的将来,福特汽车公司制造的赛车上,挡泥板(fenders)、进气歧管(intake manifolds)以及扰流板(spoilers) 都将由塑料完全3D打印而成。

  福特汽车公司昨日宣布,作为第一家使用Stratasys Infinite Build 3D打印机的汽车制造商,正在探索如何利用3D技术打印大型一体式汽车零部件,如汽车阻流板,并将其用于原型车制作和未来车辆制造。

  Stratasys Infinite Build系统能够打印几乎任何形状或长度的汽车零部件,以更经济有效的方式生产需求量较小的模具、原型车零件或组件,例如福特性能车型或个性定制的汽车零件等。该系统有可能成为汽车制造业的突破性技术。

  福特积层制造研究技术负责人Ellen Lee表示:“借助Infinite Build技术,我们现在可以打印大型模具、卡具和零部件,从而使我们在设计迭代中能够更加灵活地应变。我们很高兴能率先将Stratasys的新技术投入使用,这有助于我们推动这种适用于汽车应用和需求的大规模打印技术发展。”

  全新的3D打印系统现位于福特汽车在美国密歇根州迪尔伯恩市的研究与创新中心。

  相比铸造金属,3D打印出来的零部件重量变轻,成本降低。更轻量的车身意味着更优的燃油经济性表现,更低廉的制造成本对应着更实惠的购车价格。虽然这种技术距离大规模量产的乘用车还有一些时日,但福特颇为自豪地宣布,自己是行业内第一家使用Startasys 旗下的Infinite Build 3D打印机来试验制造量产车零部件的企业。

  类似一间房屋般大小的打印机坐落在福特位于密歇根州的迪尔伯恩(Dearborn)研发创新中心内。美国汽车制造商设想将打印机用在低产量的车型之上,而赛事项目用车就是很好的选项。

  “借助Infinite Build技术,我们可以打印大型的工具、固定装置以及组件,这些能让我们在设计的迭代中更加灵活、自如,”福特增材制造(additive manufacturing)研发技术领袖Ellen Lee在一份声明中说。“我们非常兴奋,能够在早期接触到Stratasys的新技术,它帮助指导了我们大规模打印汽车应用和需求的研发。”

  Infinite Build 3D打印机的运作方式是,计算机辅助设计程序将零件规格传送至打印机的计算机进行分析设计。然后,设备开始打印工作,一次打印一层材料(在这种情况下为塑料),然后逐渐将这些材料逐层堆叠为成品3D物体。

  当系统检测到原材料或供应材料罐用完时,机器臂将会自动用满罐进行替换。这使打印机在无人值守的情况下可以连续工作数小时或数天。

  福特汽车与3D打印机的渊源已有数十年之久,该汽车制造商声称,曾于1988年购入了世界上第三台3D打印机。

  起初,福特使用3D打印机制造原型车的按钮、开关和把手,现在,这些打印机开始被用以制造赛车的零部件。其中比较著名的零部件,包括赢得2015年戴托纳(Daytona)24小时赛冠军的Chip Ganassi原型赛车的进气歧管。

  未来,福特还将使用这些设备,制造全新量产车型的小比例模型,这样人类工程学者就可以在打造车型的一些特定部位时,真正做到“袖手旁观”了。

  随着3D打印的效率提高及费用降低,许多公司正在将这种新兴技术应用于航空航天、教育及医疗等各个领域的相关应用生产环节。根据Global Industry Analysts Inc.的数据,最近一段时期的技术进步、新兴应用领域和政府支持推动了3D打印得到更广泛的应用。到2020年,全球3D打印市场的市值预计将达到96亿美元。

  未来3D打印可以为汽车生产带来巨大益处,其中包括生产重量更轻的零件,这可能有助于提高燃油效率。举例来说,3D打印的阻流板的重量可能还不到金属铸造的阻流板的一半。

  此外,在生产需求量较小的零部件时,3D打印技术具有更好的成本效益,例如原型车和赛车专用零件。福特还可以利用该技术为客户打印更大尺寸的模具、卡具以及个性定制的零部件。

  尽管3D打印技术的速度相对大批量生产制造来说还不够快,但是它对于小规模零件生产是一种更具成本效益的方式,如原型车和赛车专用零件。不仅如此,在不受大规模生产过程的种种限制时,零部件的设计和制作过程更为高效。

  如果使用传统方法,工程师将首先创建零件的计算机模型,等待数月之后原型模具才能生产出来。有了3D打印技术,福特仅需几天时间就可将同样的零部件打印出来,成本大大降低。例如,几天内——而不是原先的几个月——就能够以较低成本生产出新进气歧管的原型件。

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