一汽大众干货:3D打印在汽车研发与生产的应用

南极熊3D打印 2019/05/18 12:29

2019年5月7日,南极熊在SAMPE 中国2019年会的“汽车工程师大会暨汽车材料与工艺创新应用高峰论坛”上,听到了一汽大众技术开发部的高级工程师 吴宏涛的演讲。

3D打印的种类以及优缺点

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3D打印在汽车研发的生产中的应用实例

PT装车用零件——塑料件

下图2——9的清洗液罐采用SLS工艺制作,完成后需做密封处理,后与批量零件组装在一起,并粘接牢固,如下图所示,该零件组装后发往德国的路试试验车上,大大节省了开发时间与费用,图2-10是空调风道连接件,壁厚较厚,可以用于装车。

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下图的熟料线夹零件用于电动车开发过程中的PT样车装车,在电动车存在很多线夹,为保护和固定线束,经常使用下图所示的线夹零件,如下图所示,装车的时候,线束安放在线夹槽中,线夹盖板翻折90度,这一简单动作,对打印材料的性能要求很高。

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下图的风道用于整车开发过程中的PT样车装车,风道零件的试制一直是试制领域的难点和痛点,传统的建议钢膜吹塑工艺试制成本高,周期长,硅胶模工艺试制不受尺寸限制,而且轴心困难,多采用分半制造,再粘合起来的办法,试制出来的风道耐冲击性差,强度不好,采用SLS粉末打印后所有问题都迎刃而解。

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下图是砂型打印工艺制作的进气歧管,无论制作周期和试制成本都是传统砂铸无法比拟的。

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测量夹具和工装夹具

下图2-12零件尺寸较大,最大尺寸500多毫米,切壁厚较厚,由于采用蜂窝结构形成,不到一周就完成了试制,重量较轻,采用 New Bora 汽车后盖与侧围设计间隙评价,图2-13是SLS打印的生产夹具。

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金属嵌件类零件

图2-16是几种常见的FDM快速成型金属嵌件类型,常见的嵌件有螺母、螺母套、衬套、内嵌螺柱常见,需要在FDM制件的过程中嵌入。

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油箱口盖密封件的制作

邮箱扣盖密封件结构比较特殊,他是软硬两种材料组合,切相互嵌入,装车对强度要求比较高,普通3D打印无法满足要求,本例采用FDMSLA硅胶模生产工艺共同完成,该零件制作周期5天,效果十分好,这个例子充分说明,该种3D打印工艺不仅是竞争关系,更重要的是相互补充。

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工装夹具

下图2-15视为生产部门试制的某B级车后盖大众装备夹具,图2-14位德国削铣加工制作的,要加10000元人民币,图2-14是我们自己采用FDM工艺制作的后盖大众尾标装备夹具,该夹具的制作成本在1000元以内。

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集中常见的3D打印工艺所用材料的机械特性

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△惠普3D打印尼龙的热变形温度最高,华曙高科SLS 尼龙打印的次之,SLA树脂材料的最低。

冲汽车行业看未来3D打印技术的发展趋势

3D打印零件有望在一下3类零件的大批量生产中获得突破:

1、拓扑设计零件的加工制造

2、集成化设计零件的制造

3、零件设计的布局加强

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3D打印技术从20世纪80年代兴起,各种打印技术如雨后春笋般涌现,现已广泛应用在工业设计和研发中,尤其在汽车行业,3D打印越来越多,但是,3D打印目前在汽车上的应用,还主要集中在研发上,在批量生产的汽车上还没有应用,究其原因,有两点: 一点是,汽车零件生产目前还是以模具为主,因为对于大批生产,模具的单件成本更低,成型效率更高,另一点,他是最重要的一点,3D打印材料的性能与人们要求任然相距很大。

研发性能更好3D打印材料将是3D打印行业的重中之重,同时也决定着3D打印行业未来的发展,相信3D打印在不远的将来,将在小批量生产领域大显身手。

基于此,从汽车行业看3D打印的未来发展趋势:

1、机械性能更好的材料

2、打印零件表面质量更好

3、打印成形速度更快

4、打印材料更加便宜

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