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3D打印是否會成為傳統的鑄造金屬件和注塑塑料件的替代品?

● 寶馬集團為一些專屬的汽車3D打印金屬和塑料部件。

● 寶馬在慕尼黑附近的增材制造園區擁有50臺金屬和聚合物3D打印機。

● 激光熔融的高成本意味著目前只能用于小批量零件制造。

大約十年前,隨著第一臺消費級3D打印機的上市,3D打印無疑是非;鸨,有人預測它們會像噴墨打印機一樣迅速在家庭中普及。但在過去的十年里,這樣的預測并沒有完全兌現,3D打印機在設計學校和擁有原型設計工作室的公司中出現了一段時間,但并沒有像預測的那樣成為一個普遍的家庭用品。 

對于汽車制造商來說,3D打印是否會成為傳統的鑄造金屬件和注塑塑料件的替代品?

目前的答案比簡單的 "是 "或 "不是 "要更細致一些。包括寶馬集團在內的幾家汽車制造商已經將3D打印技術用于小批量生產的汽車,這些汽車都是按訂單制作的。其中比較有代表性的就是激光3D打印頂級豪華品牌的小型金屬部件。

從今年年中開始,寶馬集團就開始為勞斯萊斯汽車進行金屬和聚合物部件的增材制造。它們是在工藝鏈的不同環節和全球生產網絡的不同地點制造的。

△寶馬在慕尼黑附近集中了3D打印資源和專業技術,在工廠內有幾十臺機器可以用不同的材料生產零件

寶馬所使用的3D打印金屬零件,是采用選擇性激光熔融(LBM)技術制造。這項技術在過去的十年中取得了進步,但目前它的價格仍然超出了業余愛好者的能力范圍。但對于制造小批量汽車的定制部件,像勞斯萊斯這樣的汽車制造商可以用它來替代傳統的金屬鑄造工藝。

雖然寶馬沒有詳細闡明,但肯定有一定的工藝選擇機制,在什么量級的零件上,使用激光熔融技術與傳統的金屬鑄造或沖壓技術相比,具有成本效益。以勞斯萊斯為例,汽車制造商每年只生產幾千輛汽車,而且未必所有的汽車都需要寶馬集團3D打印的零部件,因此量小到足以使用激光熔融。激光熔融仍然是一個耗時的過程,而且并不像許多人希望的那樣自動化,即使零件可以成批生產,也需要大量的關注。因此,在時間充裕且不需要數以萬計的相同零件的情況下,古德伍德工廠可以轉而使用激光熔融來生產金屬部件。寶馬集團的其他品牌,比如Mini,就沒有這樣的情況。

寶馬指出:"以前幾乎不可能實現的零部件,通過創成式設計,利用計算機算法進行快速的零部件開發。許多潛在的應用只有在創成式設計的幫助下才有可能實現,而3D打印技術特別適用于創建復雜的形式和結構,這在以前是無法用傳統工具生產的。"

顯而易見的是,3D打印,對于汽車制造商來說,在制作原型時,仍然代表著巨大的時間節省。但當對于真正進入汽車的零件,也許在一段時間內,它將僅限于小批量的工作,節省了金屬鑄造的費用,但肯定不會被用來制造數以萬計的復雜零件。

△金屬部件的3D打印技術為小批量汽車制造帶來了希望,但它還不是一種具有成本效益的大規模制造技術

寶馬現在在慕尼黑郊外有一個快速成型制造園區,從今年6月開始,寶馬的專業技術就在那里匯聚。園區內有80名員工,也在那里提供培訓。寶馬汽車的原型部件生產現在就在這個園區,擁有50套金屬和聚合物加工系統,寶馬在全球其他地方還有50套。

在汽車制造商和3D打印方面,也許最緊迫的問題是,金屬打印技術是否有一天會像塑料3D打印一樣普及,現在消費級打印機的成本只有數百美元,而且每年都在變便宜。3D金屬打印技術可能無法為老爺車打造沖壓的車身面板,但可以用來重現那些已經沒有的零件,成為修復古老汽車的常見景象。這就是值得期待的3D打印革命。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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