近年來(lái)，3D打印成為很多企業(yè)探討未來(lái)節(jié)省成本的制造方式，3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，已經(jīng)有使用這種技術(shù)打印而成的零部件，如汽車零部件、計(jì)算機(jī)零部件等。
3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上它是利用 光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。它與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)內(nèi)裝有液體或粉末等“打印材料”，與電腦連接后，通過(guò)電腦控制把“打印材料”一層層疊加起來(lái)，最終把計(jì)算機(jī)上的藍(lán)圖變成實(shí)物。
而在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。比如2018年大眾汽車就與惠普、吉?jiǎng)P恩粉末冶金合作開(kāi)發(fā)的3D打印技術(shù)，為大眾生產(chǎn)功能性金屬零件，最快可以達(dá)到50倍于其它3D打印方式的速度。
此前 即便3D打印技術(shù)已經(jīng)日益完善，但這項(xiàng)技術(shù)卻沒(méi)有在汽車市場(chǎng)大范圍應(yīng)用。而現(xiàn)在，中國(guó)很多汽車零部件企業(yè)都開(kāi)始將3D打印技術(shù)應(yīng)用于汽車零部件制造，其中包括吉利汽車、東風(fēng)汽車、北汽等都涉足了3D打印汽車零部件。
在國(guó)外，3D打印技術(shù)在輕量化、定制化的零部件或模具上廣泛使用。如福特汽車擁有多個(gè)3D打印實(shí)驗(yàn)室，專門(mén)生產(chǎn)車內(nèi)按鈕、旋鈕、進(jìn)氣口及發(fā)動(dòng)機(jī)罩等零部件;布加迪推出由3D打印生產(chǎn)的八活塞剎車卡鉗，梅賽德斯-奔馳和保時(shí)捷也在利用3D打印技術(shù)為老款車型生產(chǎn)金屬零件備件等。
近日還有外媒報(bào)道，美國(guó)加州車輪制造商HRE發(fā)明了一種3D打印車輪，專為邁凱倫P1(參數(shù)|圖片)設(shè)計(jì)。這種車輪通過(guò)減重，使車輛跑得更快。據(jù)悉，這是HRE打造的第二代3D打印概念車輪，車輪由一個(gè)碳纖維槍管及鈦合金輪輻組成，單個(gè)車輪重量約為9kg。邁凱倫P1配置這種輕量化車輪后，加速會(huì)變得更快。
在超跑車輪的制作過(guò)程中，HRE采取了兩種3D打印工藝，一種是直接金屬激光熔融工藝，采用激光器融化超細(xì)鈦合金粉末，逐層構(gòu)建鈦合金熔融層，進(jìn)而打造精細(xì)顆粒層，形成成品車輪。另一種是電子束熔煉工藝，采用一束電子進(jìn)行加熱，在真空容器內(nèi)將新金屬材料融化。
此外在訂購(gòu)HRE的3D打印車輪時(shí)，用戶還可選擇不同的顏色及底漆進(jìn)行定制化操作，這類車輪均為手工制作，制作時(shí)間較長(zhǎng)但工藝十分精細(xì)。3D打印技術(shù)使用鈦合金材料，保證了零部件的強(qiáng)度，也為未來(lái)車輪定制化發(fā)展提供可能。
科普:3D打印汽車案例
經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，如今3D打印已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車零部件的研發(fā)。事實(shí)上，早在2014年9月，世界第一臺(tái)3D打印車已經(jīng)問(wèn)世--這輛由美國(guó)Local Motors公司設(shè)計(jì)制造、名叫“Strati”的小巧兩座家用汽車開(kāi)啟了汽車行業(yè)新篇章。這款創(chuàng)新產(chǎn)品在為期六天的2014美國(guó)芝加哥國(guó)際制造技術(shù)展覽會(huì)上公開(kāi)亮相。
據(jù)悉，Strati只有49個(gè)零部件，動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架、電池、輪胎、車輪、線路、電動(dòng)馬達(dá)和擋風(fēng)玻璃采用傳統(tǒng)技術(shù)制造，包括底盤(pán)、儀表板、座椅和車身在內(nèi)的余下部件均由3D打印機(jī)打印，所用材料為碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料。Strati的車身一體成型，由3D打印機(jī)打印，共有212層碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料。
2015年7月，來(lái)自美國(guó)舊金山的Divergent Microfactories(DM)公司推出了世界上首款3D打印超級(jí)跑車“刀鋒(Blade)”。該公司表示此款車由一系列鋁制“節(jié)點(diǎn)”和碳纖維管材拼插相連，輕松組裝成汽車底盤(pán)，因此更加環(huán)保。
此后，斯特拉也通過(guò)3D打印技術(shù)完成了一輛斯特拉轎車，其完成組裝需時(shí)44小時(shí)。整個(gè)車身上靠3D打印出的部件總數(shù)為40個(gè)，相較傳統(tǒng)汽車20000多個(gè)零件來(lái)說(shuō)可謂十分簡(jiǎn)潔。汽車由電池提供動(dòng)力，最高時(shí)速約64公里，車內(nèi)電池可供行駛190至240公里。
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