上海增材制造協(xié)會會長王聯(lián)鳳在3D打印在汽車行業(yè)應(yīng)用技術(shù)研討會上發(fā)表了演講。

　　演講內(nèi)容分為四個方面內(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，目前在航天有一個比較高的平臺，我們做的零件就能實(shí)際的測試。3D打印有一個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，對于這幾種技術(shù)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(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，但他們對這個還不是太滿意，這是在全球發(fā)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(shè)計(jì)外包的理念，3D打印會對設(shè)計(jì)帶來一個很大的沖擊。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“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，這樣就能提供一個更好的作品、產(chǎn)品。這一塊平臺在設(shè)計(jì)外包過程中發(fā)揮了巨大的作用，這也是3D打印對整個社會做出的改變所在。

　　回歸到激光選區(qū)，這個技術(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，但整個市場對這個需求量其實(shí)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(shù)和新車型的研發(fā)速度一定要加強(qiáng)，3D打印可能會起到一個很大的作用?，F(xiàn)在汽車研發(fā)過程中可能會面臨一些瓶頸，包括產(chǎn)品的研發(fā)周期比較長，比如一個全新的產(chǎn)品可能需要57個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，使整個產(chǎn)品達(dá)到有機(jī)集成，提高整個自由度。

　　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，這個可能會對產(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，這是我一個師兄，也是嚴(yán)老師的學(xué)生，他們接的一個課題，這個課題大概還有三周左右要結(jié)題了，他們也完成不了，找到一個德國的說三個月，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(fā)現(xiàn)確實(shí)對實(shí)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(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圖片，第一個是當(dāng)時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。

　　第三個就是個性化定制過程，現(xiàn)在中國有錢人越來越多，他需要個性一點(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，這個只是對前期加工方式的補(bǔ)充，不是做一個革命，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3D打印汽車，通過SLM和SLS兩種技術(shù)做了一臺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，這個是一汽主任說的，他們在歐洲模具現(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?，還有一個相當(dāng)于工程服務(wù)中心，也是一個開放的平臺，這里不以商業(yè)的盈利為目的，也是為了推動上海整個3D打印的技術(shù)發(fā)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(lián)系我們，到時候可以一起開發(fā)來做這些技術(shù)，我相信3D打印不單是汽車，在整個行業(yè)中會用的越來越廣泛，最后真誠的邀請各位領(lǐng)導(dǎo)專家到我們那去進(jìn)行指導(dǎo)，謝謝。
 

　　王聯(lián)鳳上海增材協(xié)會會長

　　簡介：高級工程師，上海市科技計(jì)劃人才；上海市增材制造協(xié)會會長；上海復(fù)雜金屬構(gòu)件增材制造工程中心主任；上海航天增材研究室主任；中國科技大學(xué)特聘教授；中國3D打印產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長。主要從事高端設(shè)備設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)研究。先后參與工信部、科技部、科工局、上海市科委/經(jīng)委、航天科技及上海航天各類課題數(shù)十項(xiàng)。研究開發(fā)3D打印設(shè)備和其成型過程中的關(guān)鍵工藝，并依托航天復(fù)雜零件整體制造領(lǐng)域的應(yīng)用。獲得航天科技進(jìn)步二、三等獎，上?？萍歼M(jìn)步三等獎等多項(xiàng)獎勵。