凭借精简工序、缩短制造周期等优势,3D打印作为新兴的快速制作技术,在汽车制造中应用愈加广泛!
宝马汽车:10年生产了100万个3D打印零部件
宝马集团的3D打印部件的使用正在不断增加。
仅在过去十年中,宝马就通过3D打印这种创新方法生产了一百万个零件。
今年宝马集团增材制造中心的3D打印部件产量预计将超过20万个,比去年同比增长42%。
宝马集团采用3D打印的车窗导轨。
宝马集团增材制造中心主任Jens Ertel博士说:“目前,在车辆批量生产中,增材制造部件的使用量正在大幅上升。我们密切关注这些制造方法的先进开发和应用。与此同时,我们也正在进行有针对性的技术研究和创新生产系统评估。”
最近,宝马集团将其生产的第一百万个3D打印零部件车窗导轨投入批量生产,该打印部件主要是用于BMW i8 Roadster。
宝马集团采用3D打印制作车窗导轨的过程。
由于增材制造中心专家的通力合作,导轨仅用了五天时间完成开发,并随后就被送到莱比锡工厂进行批量生产。
导轨置于BMW i8 Roadster的车门内,可以让车窗顺畅运行。该部件由HP Multi Jet Fusion技术制造,该技术是宝马集团与惠普共同推进,现在首次用于车辆的批量生产。使用该技术可以在24小时内生产多达100个窗户导轨。
宝马集团采用3D打印的车窗导轨。
除了车窗导轨, BMW i8 Roadster的软顶附件固定装置也采用3D打印工艺生产而成,并在慕尼黑的增材制造中心生产。
采用3D打印工艺生产而成BMW i8 Roadster的软顶附件固定装置。
该金属部件由铝合金制成,重量比通常使用的注塑塑料部件轻,质地相对更硬。该部件已经获得今年AltairEnlighten大奖中的模块类别奖项。Altair Enlighten奖项旨在表彰子系统和部件领域的轻量化创新。
宝马集团还通过其旗下的MINI YoursCustomized产品计划,让客户可以自行设计选定的部件,例如指示器嵌体和仪表板装饰条等,实现客户车辆和部件的个性化定制。
通过“MINI YoursCustomized”定制化的MINI汽车侧舷窗
他们可以先通过网上商店(www.yours-customised.mini)创建他们的设计款式,然后将零件按照规格进行3D打印。
MINI Yours Customized以提供高级技术和客户定制服务为中心,更凭此获得了由德国设计委员会('RatfürFormgebung')基金会颁发的“德国创意大奖金奖”特别荣誉。
宝马集团视增材制造为未来的关键生产方法。公司于2010年首次开始使用塑料和金属加工工艺,最初只是生产较小系列的零部件,例如用于DTM车辆的水泵滑轮。
随后在2012年出现了更多系列应用,其中包括用于生产劳斯莱斯幻影(Rolls-Royce Phantom)的各种激光烧结零部件。自去年以来,劳斯莱斯黎明(Rolls-RoyceDawn)的光纤导轨固定装置也采用了3D打印。目前劳斯莱斯在其产品中共选用了10款3D打印部件。
大众汽车:采用3D打印将生产效率提高50倍
大众汽车是首家采用最新HP Metal Jet 3D打印技术的汽车制造商,通过该技术可简化并加速金属3D打印速度。
与其他3D打印方法相比,其最大的优势是生产率提高了50倍。大众3D打印准备首次在汽车工业中投入大规模生产。
大众汽车技术规划与开发部负责人Martin Goede博士说:“随着我们的客户越来越追求更多的个性化选择,汽车生产正面临重大挑战。同时随着新车款的不断涌现,对汽车制造的技术要求也更为复杂。我们要依靠最先进的技术来确保顺利和快速的生产。而3D打印在独立零件的制造中担任特别重要的角色。”
大众汽车的整车由6,000到8,000个不同的汽车零配件组成。然而,过往的3D打印技术仅可用于独立零件或原型的特殊生产。
大众汽车将使用新的3D打印技术来生产小型设计元件,例如小批量生产系列中的个性化齿轮旋钮。
惠普的3D Metal Jet增材技术首次利用3D打印技术投入大规模生产,而无需额外开发和制造相应的工具。这大大缩短了制造零件所需的时间。因此,该技术现在对于短期内的大规模生产也很有意义。
大众汽车携手惠普和吉凯恩,正在进一步改进该技术,以便设计部件能够先打印成小型组件系列。
这将是能够轻易为客户生产个性化设计零件,如尾门刻字、特殊齿轮旋钮或个性化钥匙刻字的先决条件。
最迟明年,GKN Powder Metallurgy就会与大众汽车合作建立一个面向汽车生产的工艺链。第一个小型设计组件将被用于进一步技术研发,以便在两到三年的时间内能够成功开发用于汽车批量生产的第一个结构组件。
“虽然在短期内不太可能实现用3D打印技术制造出一辆整车,但3D打印部件的数量和尺寸将会大幅增加,”Goede博士解释说。 “我们的目标是尽快将打印结构部件集成到下一代车辆中。长远而言,我们期待3D打印部件的单位数量、零件尺寸和技术标准将不断提高 - 每年生产超过10万个足球大小的部件。”
使用HP Metal Jet工艺的新3D打印工艺是一种增材制造工艺,透过使用粉末和粘合剂逐层生产零件,然后在烧结过程中将部件“烤炼”成金属部件。这与过往通过激光熔化粉末的方法有所不同。
戴姆勒客车:3D打印可最大风险地降低投资风险
戴姆勒客车利用3D打印技术来满足客户的特定要求,并为梅赛德斯—奔驰和塞特拉品牌生产小批量部件和替换零件。
如梅赛德斯—奔驰汽车在驾驶员区域左侧的侧板上安装代替杯架的多件式储钱箱便是采用3D打印制作而成的。这种复杂的组件由许多独立部件组成:外壳、各种组装夹、铰链、盖子、手柄和隔层。
小图为采用3D打印制作而成的多件式储钱箱,
大图则显示了该储钱箱的位置。
而传统的生产工艺需要使用各种复杂的热成型和注塑工具制造各个零件,然后将各个零件连接成一个组件。
但采用3D打印制作多件式储钱箱,则可降低成本 提升环保性。
除了避免制造特殊生产工具而产生的成本之外,由于不再需要生产额外库存,因此会节省成本,特别在生产小型系列和特殊部件时,节省成本更加明显。
3D技术避免了生产过程中遇到的各种瓶颈和过剩生产。这可确保按照数量需求,精确地生产特殊零件及更换零件。
由于零件可以快速交付而无需大规模堆存,因此又省下库存维护成本。
3D打印在节约成本的同时,又能达到节约资源和保护环境的目的,因为整个过程没有剩余产量。快速交货也是另一个重要方面。
3D打印技术让戴姆勒集团能够快速、灵活、经济地响应个别客户要求和更换零件要求。
该3D技术具备一流的质量和低生产成本:3D部件符合戴姆勒公司规定的注塑标准,同时避免了与工具生产、零件存储和剩余材料处理相关的成本。
“从中期来看,我们认为数码生产技术发展潜力很大,不仅能够以灵活的方式满足市场和客户需求,同时最大限度地降低投资风险,”戴姆勒客车公司负责人Hartmut Schick如是说。
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