汽车行业一直以来都是3D打印的重要应用领域之一。样件制作,零件定制,复杂结构创建等环节都有3D打印的身影。那么3D打印究竟给汽车行业带来了哪些助力呢?今天我们就来说说汽车设计过程中,样件制作的案例。
不论是汽车行业,还是其他行业,在产品设计过程中,需要制作大量的手板,对产品的外观、结构和功能进行多次修改及确认。而汽车的零件又非常多,不同的车型,其车辆上的零件数量也是完全不同的。这里以一般的家用轿车为例,约由1万多个不可拆解的独立零部件组装而成。于是,设计过程中需要制作大量的样件来进行产品验证。事实上,产品验证也是汽车研发过程中花费最大的一个环节。在3D打印加入前,样件制作要么开模具制作,要么机加工,甚至手工。
一般情况下,汽车研发阶段的样件呈现种类多,每个种类的样件数量少的特点。此时,3D打印的速度优势非常明显,在几种工艺里,可以在最短的时间内完成样件制作。比如制作前保险杠,3D打印大概需要10天(一体打印,如果切割成3段,大概4、5天),CNC大概需要15天,而且还需要切割成多段。由此,基于3D打印制作样件,设计师可以在短时间内,多次迭代设计。所以3D打印给汽车行业设计带来的第一个助力就是提升了效率。
值得一提的是,在不同的验证阶段,样件的性能要求也是不同的。比如一开始的结构验证,此时主要是看产品的结构是否合理,外观是否美观等等。样件的力学性能要求很低。而在性能验证,可靠性验证时,样件的力学性能必须和最终量产车的零件性能类似。
所以,在结构验证时,3D打印的材料以树脂为主,而在性能验证时,3D打印的材料以尼龙和金属为主。不过,随着新材料的不断研发,这种情况也在逐渐改变。尤其是近年来,一些材料商推出了高性能的树脂,其力学性能已经非常接近尼龙材料,而价格更低。这对于汽车设计来说,无疑又是一个助力,进一步降低了样件的制作费用。
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