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激光選區(qū)打印在汽車研發(fā)中的應(yīng)用

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

演講內(nèi)容分為四個(gè)方面內(nèi)容,前期的增材技術(shù)簡介,汽車行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、汽車研發(fā)與制造發(fā)展趨勢與瓶頸,以及SLM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。

 激光選區(qū)打印在汽車研發(fā)中的應(yīng)用
       演講內(nèi)容分為四個(gè)方面內(nèi)容,前期的增材技術(shù)簡介,汽車行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、汽車研發(fā)與制造發(fā)展趨勢與瓶頸,以及SLM技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。
 
       增材的分類,這張表是我們從1980年的SLA到激光選區(qū)燒結(jié)的應(yīng)用,我涉及的是激光選區(qū)熔化設(shè)備的一些研發(fā)和應(yīng)用,目前在航天有一個(gè)比較高的平臺(tái),我們做的零件就能實(shí)際的測試。3D打印有一個(gè)最大的好處是前期的模型制造,現(xiàn)在有了跨越式的發(fā)展,到實(shí)體的零部件的直接應(yīng)用,包括一些加速器類已經(jīng)應(yīng)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(qū)熔化能更好地結(jié)合在汽車上。這一塊也很有它獨(dú)特的一些優(yōu)點(diǎn),包括王總講的小批量、多品種也是適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的,對(duì)于這幾種技術(shù)特別是金屬來說,它比電子束的精度相對(duì)要高,也更適合零部件的直接制造的應(yīng)用。在航天中最大應(yīng)用是減重,同樣汽車中現(xiàn)在提倡環(huán)保的概念,希望汽車能更省油,后面3D打印技術(shù)可能會(huì)給汽車帶來一些減重方面的好處,這一方面包括前期在設(shè)計(jì)的過程中,也發(fā)揮了一些作用。
       前期GE在全球做了一個(gè)征求,他們的專業(yè)設(shè)計(jì)師,設(shè)計(jì)最低2033克,但他們對(duì)這個(gè)還不是太滿意,這是在全球發(fā)布的一個(gè)案例,一個(gè)印尼的小伙子用了一個(gè)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(gè)模式叫制造外包,下一步可能會(huì)有設(shè)計(jì)外包的理念,3D打印會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)帶來一個(gè)很大的沖擊。以后可能GE不需要那么多的設(shè)計(jì)師在現(xiàn)場工作,包括在中國大家還提倡一個(gè)“人”的概念,公司要人多,有可能設(shè)計(jì)分包出去,把其它的分包出去,這樣就能提供一個(gè)更好的作品、產(chǎn)品。這一塊平臺(tái)在設(shè)計(jì)外包過程中發(fā)揮了巨大的作用,這也是3D打印對(duì)整個(gè)社會(huì)做出的改變所在。
 
       回歸到激光選區(qū),這個(gè)技術(shù)是從前期的零件三維模型導(dǎo)入,比如可以用CAD的模型導(dǎo)入,導(dǎo)入到設(shè)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(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,總結(jié)起來三點(diǎn),現(xiàn)在市場趨于飽和,沈總說每年新研發(fā)出來的車輛是350輛,但整個(gè)市場對(duì)這個(gè)需求量其實(shí)沒有那么大,相對(duì)地,競爭會(huì)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(shù)和新車型的研發(fā)速度一定要加強(qiáng),3D打印可能會(huì)起到一個(gè)很大的作用。現(xiàn)在汽車研發(fā)過程中可能會(huì)面臨一些瓶頸,包括產(chǎn)品的研發(fā)周期比較長,比如一個(gè)全新的產(chǎn)品可能需要57個(gè)月可能還不包括之前的技術(shù)研究。這里的產(chǎn)品設(shè)計(jì),自由度受到很大的限制,包括從產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、后端制造工藝,但3D打印可以把這三者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,使整個(gè)產(chǎn)品達(dá)到有機(jī)集成,提高整個(gè)自由度。
 
       影響產(chǎn)品設(shè)計(jì)的因素:前期零件的脫模、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、雙色注塑,這個(gè)可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程是一些比較大的影響因素,這些都是比較難以完成現(xiàn)在常規(guī)的設(shè)計(jì)。
       說到激光選區(qū)在汽車中的應(yīng)用,這是我一個(gè)師兄,也是嚴(yán)老師的學(xué)生,他們接的一個(gè)課題,這個(gè)課題大概還有三周左右要結(jié)題了,他們也完成不了,找到一個(gè)德國的說三個(gè)月,費(fèi)用大概五十萬,錢他們能接受,主要是周期接受不了。我們?cè)谝淮伍e聊的過程中說可以幫他們做一下試試,用了一個(gè)星期的時(shí)間完成了,后來發(fā)現(xiàn)確實(shí)對(duì)實(shí)際過程中具有一定的推動(dòng)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(jìn)行新材料的測試也打出了一些零件,現(xiàn)在正在進(jìn)行后續(xù)的測試。
 
       第二是輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這些輕量化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中這里還放了一個(gè)圖片,第一個(gè)是當(dāng)時(shí)237克的零件,現(xiàn)在汽車采用蜂窩的結(jié)構(gòu)或者點(diǎn)陣的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),實(shí)際過程中還是有一些難處的,這里通過3D打印,把很多的結(jié)構(gòu)件可以一體打印出來,完成多孔進(jìn)行輕量化的設(shè)計(jì)和制造。
 
       第三個(gè)就是個(gè)性化定制過程,現(xiàn)在中國有錢人越來越多,他需要個(gè)性一點(diǎn)的汽車,從方向盤到座椅以及內(nèi)飾件都是有要求的,可能要打上他的logo、名字、標(biāo)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(jié)合3D打印技術(shù),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(huì)更好一點(diǎn)。這是結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用,前面也是采用3D打印技術(shù),激光選區(qū)熔化做了一些實(shí)體零件的制造,后面還是要進(jìn)行相關(guān)后續(xù)的熱處理和相關(guān)的精加工,現(xiàn)在雖然精度高了,但實(shí)際過程中還是有點(diǎn)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(gè)只是對(duì)前期加工方式的補(bǔ)充,不是做一個(gè)革命,因?yàn)闆]有比較誰好誰壞,只是誰更適用,可能是前期滿足了相關(guān)功能性,時(shí)間縮短了,功能滿足了,也達(dá)到了高溫高負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。
 
       這是一個(gè)3D打印汽車,通過SLM和SLS兩種技術(shù)做了一臺(tái)3D打印汽車,最后跟按照傳統(tǒng)方式制造的車一樣,也達(dá)到了所有的測試要求,可以上到德國的高速路面上進(jìn)行跑車的實(shí)驗(yàn)。我們了解到很多的汽車行業(yè)實(shí)際過程中還是有應(yīng)用的,用的范圍包括汽車模具,最早的一句話,這個(gè)是一汽主任說的,他們?cè)跉W洲模具現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)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(xiàn)在在一汽他們也是想把這種3D打印技術(shù)應(yīng)用到模具的制造過程中。包括其他的產(chǎn)品件,因?yàn)殍倝K可能會(huì)換的比較多一點(diǎn),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(diǎn),加工的間隔更短一些,提高效率。
 
       在支撐塊的應(yīng)用,包括焊裝的支撐塊和滾軋的支撐塊,這里支撐塊的結(jié)構(gòu)可能隨著汽車的結(jié)構(gòu)比較奇形怪狀,這里3D打印也發(fā)揮了它的作用,我們可以打印一些結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零部件,而且不受產(chǎn)品外形的限制,包括一些整車,其他的支撐塊。另外一個(gè)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(zhǔn)和工裝,因?yàn)樽鲞@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(fù)合,相當(dāng)于碳纖維基體上進(jìn)行鋁、銅這一類的金屬性的復(fù)合實(shí)驗(yàn)。以及包括像后門的洞開頭檢具上做了一些應(yīng)用,這也是在3D打印的實(shí)際應(yīng)用中比較多的。因?yàn)槲覀兩虾T诶钐幍闹С窒?,還有一個(gè)相當(dāng)于工程服務(wù)中心,也是一個(gè)開放的平臺(tái),這里不以商業(yè)的盈利為目的,也是為了推動(dòng)上海整個(gè)3D打印的技術(shù)發(fā)展,包括前期跟很多會(huì)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(shí)候聯(lián)系我們,到時(shí)候可以一起開發(fā)來做這些技術(shù),我相信3D打印不單是汽車,在整個(gè)行業(yè)中會(huì)用的越來越廣泛,最后真誠的邀請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)專家到我們那去進(jìn)行指導(dǎo),謝謝。

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