福特汽車(chē)與增材制造——小材料創(chuàng)造大不同

魔猴君  行業(yè)資訊   2017天前

汽車(chē)行業(yè)是最早真正實(shí)現(xiàn)3D打印效益的行業(yè)之一。在過(guò)去的十年里，先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展使汽車(chē)制造商的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和分銷(xiāo)過(guò)程發(fā)生了重大的變化——更安全輕便的產(chǎn)品、嶄新的設(shè)計(jì)、更低的成本和更短的開(kāi)發(fā)與制造過(guò)程。國(guó)外相關(guān)機(jī)構(gòu)研究表明，3D打印在各個(gè)方面都增加了現(xiàn)有產(chǎn)品和功能的價(jià)值，使其在汽車(chē)行業(yè)變得不可或缺。3D打印的成功故事始于汽車(chē)的雛形設(shè)計(jì)，如今，增材制造工藝也已進(jìn)入汽車(chē)工業(yè)的其他領(lǐng)域，并正逐漸展現(xiàn)出潛力。

3D打印在福特的應(yīng)用實(shí)例

福特使用3D打印機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造裝配工具，如夾具、治具和量具。一般而言，這些工具設(shè)計(jì)復(fù)雜，而且成本效益高、生產(chǎn)速度快且能直接在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。

在科隆的試驗(yàn)工廠，福特公司在汽車(chē)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)期間利用3D打印技術(shù)對(duì)特定產(chǎn)品夾具、工具和模板的生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化

3D打印技術(shù)已用于在德國(guó)科隆的福特試驗(yàn)工廠。這個(gè)工廠擁有一套完整的小型生產(chǎn)設(shè)備，在這個(gè)工廠所進(jìn)行的新車(chē)型的設(shè)計(jì)也已基本成熟。在汽車(chē)模型的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，工程師需要大量定制化合適的生產(chǎn)工具，這些工具往往是針對(duì)特定的任務(wù)和模型而設(shè)計(jì)的。僅福特福克斯的系列生產(chǎn)就需要50多種不同的裝配工具，這些工具最初都在試點(diǎn)工廠進(jìn)行開(kāi)發(fā)，之后再在所有歐洲工廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)3D打印。

通過(guò)外部制造商采購(gòu)這些工具需要大量時(shí)間，成本高，并且會(huì)減慢開(kāi)發(fā)進(jìn)度。為了優(yōu)化工作流程，福特的增材制造團(tuán)隊(duì)決定利用桌面級(jí)3D打印機(jī)集成到工作流程中。

多元化耗材成就眾多工具

桌面級(jí)3D打印的優(yōu)勢(shì)在于材料。大量的耗材和廣泛的材料特性為實(shí)際應(yīng)用提供了正確的解決方案。僅采用一種增材制造工藝，生產(chǎn)設(shè)備便可滿足最多樣化的應(yīng)用和操作環(huán)境的要求。耗材及其材料性能的范圍幾乎無(wú)止盡：強(qiáng)度、彈性、耐熱性、強(qiáng)度、回彈性、耐久性，皆在可預(yù)期的變化范疇中。對(duì)于3D打印技術(shù)而言，至關(guān)重要的一點(diǎn)是能在不損失材料性能的情況下，保質(zhì)保量地進(jìn)行打印。

桌面級(jí)3D打印機(jī)使用的一個(gè)關(guān)鍵因素是開(kāi)放式耗材系統(tǒng)，3D打印生產(chǎn)工具可單獨(dú)適用于來(lái)自不同材料制造商的具有不同材料性能的耗材，以實(shí)現(xiàn)各自的應(yīng)用和制造。

3D打印機(jī)的這一特征在生產(chǎn)設(shè)備、工具和裝配輔助方面尤為突出，展示出增材制造過(guò)程存在的顛覆性潛力，并已經(jīng)帶來(lái)了示范性的改變。特別是在裝配工具方面，應(yīng)用程序不僅形式非常多樣化，而且適用范圍特別廣泛。

打印質(zhì)量和效果的體現(xiàn)

硬件、軟件和材料的完美協(xié)調(diào)對(duì)于呈現(xiàn)高質(zhì)量的打印效果至關(guān)重要。為了滿足汽車(chē)工業(yè)對(duì)工業(yè)耗材日益增長(zhǎng)的需求。

探索更多應(yīng)用可能性

桌面級(jí)3D打印的好處是顯而易見(jiàn)的：由于工件數(shù)量較少，制造的花費(fèi)相對(duì)較低；比傳統(tǒng)方法制造的工具更輕，且能更快適應(yīng)額外需求。與常規(guī)生產(chǎn)的傳統(tǒng)工具成本相比，每件工具能節(jié)省1000歐元用于打印裝配輔助工具，如夾具和治具。從原先平均10周的包括設(shè)計(jì)與制造在內(nèi)的外部合同，到現(xiàn)在即使是復(fù)雜的裝配夾具，最遲也能在10天之內(nèi)完成。

福特公司在所有的歐洲工廠都使用桌面級(jí)3D打印機(jī)。科隆的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)為其他生產(chǎn)工廠提供工具設(shè)計(jì)，這些工具可以在24小時(shí)內(nèi)在現(xiàn)場(chǎng)直接打印。此外，裝配輔助工具比傳統(tǒng)工具輕70%。僅在福特，就有超過(guò)50種不同的增材工具用于福特福克斯的系列生產(chǎn)。雖然增材制造目前在福特公司只是一種生產(chǎn)輔助，但是，向其他領(lǐng)域的應(yīng)用也仍在不斷探索中。

來(lái)源：3D科學(xué)谷