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在3D打印技術(shù)眾多的應(yīng)用領(lǐng)域中，汽車行業(yè)是3D打印技術(shù)最早的應(yīng)用者之一。早在3D打印技術(shù)發(fā)展的初期，一些歐美發(fā)達(dá)國家的汽車制造企業(yè)就開始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車研發(fā)過程，如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車零部件的研發(fā)。

近日，我們走進(jìn)上海某汽車零部件企業(yè)，了解3D打印是如何應(yīng)用于汽車零部件制造，以及3D打印對汽車行業(yè)帶來的影響和轉(zhuǎn)變。

該汽車零部件公司主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)天窗系統(tǒng)，包括普通天窗、全景天窗、以及全天窗模塊等產(chǎn)品，具有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、工程和制造能力，寶馬、通用、大眾等名牌企業(yè)都是他們的客戶。

為了彌補(bǔ)在產(chǎn)品研發(fā)驗(yàn)證方面的缺陷，經(jīng)過8個(gè)月時(shí)間的充分調(diào)研，他們最終鎖定了美國Stratasys公司最新的FDM工業(yè)級3D打印機(jī)F123系列——Stratasys F270。

材料方面，由于ABS材料良好的強(qiáng)度、柔韌性、機(jī)械加工及抗高溫性能，以及經(jīng)過了嚴(yán)格的抗10000次的耐磨性測試，成為其研發(fā)工程師的首選塑料，完全滿足他們對零部件強(qiáng)度的要求。

實(shí)際環(huán)境中，這款3D打印設(shè)備的使用體驗(yàn)如何呢?負(fù)責(zé)的研發(fā)工程師稱，經(jīng)過日夜不間斷的打印測試，目前的良品率高達(dá)90%以上，不良品主要是由于工程師自身的原因造成，比如技術(shù)參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，由設(shè)備自身原因?qū)е碌牟涣计仿蕩缀鯙榱?。生產(chǎn)效率方面，平均十幾個(gè)小時(shí)就能完成汽車零部件的打印，對其打印速度基本滿意，而且打印成本也在可接受的范圍內(nèi)。從這個(gè)角度來看，3D打印設(shè)備已經(jīng)發(fā)展到了“可靠、一致、可預(yù)測”的程度。

目前，該公司引進(jìn)3D打印技術(shù)主要的應(yīng)用集中于研發(fā)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為3D打印試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、功能性原型等形式。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“以前在汽車天窗部件上的研發(fā)采用CNC機(jī)床或者手工制造，包括切削、鉆孔、粘接等工藝，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，甚至不少樣件需要委外加工，如果達(dá)不到要求就要重新做，大量的時(shí)間成本就耗費(fèi)在這個(gè)環(huán)節(jié)。有了3D打印機(jī)以后，我們自己就能做研發(fā)，不再需要委外加工，簡單快捷，并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速修改設(shè)計(jì)方案并反復(fù)大量迭代。在確保原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，大大縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和原型開發(fā)所需的時(shí)間，提高了研發(fā)效率。”

據(jù)介紹，該公司自行打印比委外加工的成本支出降低了近50%。此外，由于委外加工的采購流程非常繁雜，把3D打印的制造全程放在自己公司后，時(shí)間成本有非常明顯的節(jié)省。

由于“直接制造”對零部件機(jī)械性能、光潔度等要求嚴(yán)格，因此對3D打印技術(shù)水平的要求高，對應(yīng)的成本也較高，國內(nèi)目前更多地還是用于產(chǎn)品的原型驗(yàn)證。另外，受到打印機(jī)成型尺寸的限制，有的大尺寸天窗部件需要分解成多個(gè)部分，打印完成之后進(jìn)行拼接。

相比國外，國內(nèi)汽車零部件企業(yè)目前自主購買使用3D打印設(shè)備的比例還不太高。但是，汽車行業(yè)由于自身規(guī)模大、研發(fā)投入多、應(yīng)用3D打印技術(shù)時(shí)間長等因素，將在3D打印技術(shù)應(yīng)用中占據(jù)重要位置。汽車行業(yè)巨大的市場規(guī)模為3D打印技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊的市場空間，我們相信在未來，3D打印在材料性能、成本方面有望達(dá)到汽車直接生產(chǎn)應(yīng)用的要求，向具有更高價(jià)值的應(yīng)用轉(zhuǎn)變。