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    激光選區打印在汽車研發中的應用

    星之球科技 來源:蓋世汽車網2015-09-10 我要評論(0 )   

    演講內容分為四個方面內容,前期的增材技術簡介,汽車行業現狀與發展趨勢、汽車研發與制造發展趨勢與瓶頸,以及SLM技術在汽車產業中的應用。

     激光選區打印在汽車研發中的應用
           演講內容分為四個方面內容,前期的增材技術簡介,汽車行業現狀與發展趨勢、汽車研發與制造發展趨勢與瓶頸,以及SLM技術在汽車產業中的應用。
     
           增材的分類,這張表是我們從1980年的SLA到激光選區燒結的應用,我涉及的是激光選區熔化設備的一些研發和應用,目前在航天有一個比較高的平臺,我們做的零件就能實際的測試。3D打印有一個最大的好處是前期的模型制造,現在有了跨越式的發展,到實體的零部件的直接應用,包括一些加速器類已經應用了3D打印的零件,通過了一些打靶的測試。這一塊后面也是希望激光選區熔化能更好地結合在汽車上。這一塊也很有它獨特的一些優點,包括王總講的小批量、多品種也是適合結構復雜的,對于這幾種技術特別是金屬來說,它比電子束的精度相對要高,也更適合零部件的直接制造的應用。在航天中最大應用是減重,同樣汽車中現在提倡環保的概念,希望汽車能更省油,后面3D打印技術可能會給汽車帶來一些減重方面的好處,這一方面包括前期在設計的過程中,也發揮了一些作用。
           前期GE在全球做了一個征求,他們的專業設計師,設計最低2033克,但他們對這個還不是太滿意,這是在全球發布的一個案例,一個印尼的小伙子用了一個不是主流的軟件做出來的,273克,接近原來的十分之一,這讓他們的專家感到震驚,GE有一個模式叫制造外包,下一步可能會有設計外包的理念,3D打印會對設計帶來一個很大的沖擊。以后可能GE不需要那么多的設計師在現場工作,包括在中國大家還提倡一個“人”的概念,公司要人多,有可能設計分包出去,把其它的分包出去,這樣就能提供一個更好的作品、產品。這一塊平臺在設計外包過程中發揮了巨大的作用,這也是3D打印對整個社會做出的改變所在。
     
           回歸到激光選區,這個技術是從前期的零件三維模型導入,比如可以用CAD的模型導入,導入到設備過程中,鋪粉、激光熔化、成型缸下降、零件成形等等。
     
           汽車行業現狀與發展趨勢,總結起來三點,現在市場趨于飽和,沈總說每年新研發出來的車輛是350輛,但整個市場對這個需求量其實沒有那么大,相對地,競爭會加劇,銷量的增量也沒有那么大,所以這一塊怎么控制成本,新技術和新車型的研發速度一定要加強,3D打印可能會起到一個很大的作用。現在汽車研發過程中可能會面臨一些瓶頸,包括產品的研發周期比較長,比如一個全新的產品可能需要57個月可能還不包括之前的技術研究。這里的產品設計,自由度受到很大的限制,包括從產品材料、結構設計、后端制造工藝,但3D打印可以把這三者進行有機結合,使整個產品達到有機集成,提高整個自由度。
     
           影響產品設計的因素:前期零件的脫模、復雜的結構設計、雙色注塑,這個可能會對產品設計過程是一些比較大的影響因素,這些都是比較難以完成現在常規的設計。
           說到激光選區在汽車中的應用,這是我一個師兄,也是嚴老師的學生,他們接的一個課題,這個課題大概還有三周左右要結題了,他們也完成不了,找到一個德國的說三個月,費用大概五十萬,錢他們能接受,主要是周期接受不了。我們在一次閑聊的過程中說可以幫他們做一下試試,用了一個星期的時間完成了,后來發現確實對實際過程中具有一定的推動作用,后面按照他的要求,他們從國外買了一些粉末材料,我們進行新材料的測試也打出了一些零件,現在正在進行后續的測試。
     
           第二是輕量化的結構設計,這些輕量化的結構設計過程中這里還放了一個圖片,第一個是當時237克的零件,現在汽車采用蜂窩的結構或者點陣的網狀結構,實際過程中還是有一些難處的,這里通過3D打印,把很多的結構件可以一體打印出來,完成多孔進行輕量化的設計和制造。
     
           第三個就是個性化定制過程,現在中國有錢人越來越多,他需要個性一點的汽車,從方向盤到座椅以及內飾件都是有要求的,可能要打上他的logo、名字、標志,在座的可能下面也有很多有這種需求的,也可以在后面結合3D打印技術,打印一些你的愛人或者女朋友的東西送給她,這樣你們的愛情可能會更好一點。這是結構件上的應用,前面也是采用3D打印技術,激光選區熔化做了一些實體零件的制造,后面還是要進行相關后續的熱處理和相關的精加工,現在雖然精度高了,但實際過程中還是有點問題的,正常的一般大概在5絲左右。這里是剛才三位專家說的,這個只是對前期加工方式的補充,不是做一個革命,因為沒有比較誰好誰壞,只是誰更適用,可能是前期滿足了相關功能性,時間縮短了,功能滿足了,也達到了高溫高負荷的運轉要求。
     
           這是一個3D打印汽車,通過SLM和SLS兩種技術做了一臺3D打印汽車,最后跟按照傳統方式制造的車一樣,也達到了所有的測試要求,可以上到德國的高速路面上進行跑車的實驗。我們了解到很多的汽車行業實際過程中還是有應用的,用的范圍包括汽車模具,最早的一句話,這個是一汽主任說的,他們在歐洲模具現場發現很多的模具鑲塊,他感覺很好奇,他們看過程中特別感興趣問了人家,人家說這是3D打印的一些鑲塊,現在在一汽他們也是想把這種3D打印技術應用到模具的制造過程中。包括其他的產品件,因為鑲塊可能會換的比較多一點,這一些可以提升模具的壽命,減少模具的磨損量,散熱快一點,加工的間隔更短一些,提高效率。
     
           在支撐塊的應用,包括焊裝的支撐塊和滾軋的支撐塊,這里支撐塊的結構可能隨著汽車的結構比較奇形怪狀,這里3D打印也發揮了它的作用,我們可以打印一些結構比較復雜的零部件,而且不受產品外形的限制,包括一些整車,其他的支撐塊。另外一個是汽車檢測的工裝,這里很多小的安裝組建,包括打印鋁合金的型面,要求有精準和工裝,因為做這些很容易壞,另外加工也比較慢,用3D打印可以解決周期的問題。之前想做一種或者梯度材料的復合,相當于碳纖維基體上進行鋁、銅這一類的金屬性的復合實驗。以及包括像后門的洞開頭檢具上做了一些應用,這也是在3D打印的實際應用中比較多的。因為我們上海在李處的支持下,還有一個相當于工程服務中心,也是一個開放的平臺,這里不以商業的盈利為目的,也是為了推動上海整個3D打印的技術發展,包括前期跟很多會員單位做的東西是我們貼錢做的,如果有這些需求,包括前期特殊材料或者零件都可以到時候聯系我們,到時候可以一起開發來做這些技術,我相信3D打印不單是汽車,在整個行業中會用的越來越廣泛,最后真誠的邀請各位領導專家到我們那去進行指導,謝謝。

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