圣彼得堡的日产工厂:使用3D打印机制造的零件(照片中的白色)用于固定行李箱盖。 照片:Vedomosti /日产汽车行业是3D技术在商业上首次应用的行业之一:早在1988年,福特就开始使用3D打印机打印单个原型元素。
如今,这一经济领域充分利用了附加技术和3D扫描技术的成就。 三维打印是创建原型,功能零件和组件以及工具和模具的理想方法。 它在产品开发和铸造阶段节省了时间和金钱,从而为制造几何复杂的零件提供了高细节。 3D扫描仪和专用软件达到了新的高度,解决了
几何控制和逆向工程问题 ,减少了汽车生产时间,有助于提高产品质量并减少次品率。
一些主要的汽车制造商已经
在其3D打印机的经典模型或定制汽车
的零部件上进行
批量生产 。 市场领导者正在大力投资建立用于试生产的添加剂技术中心。 例如,宝马有一个这样的中心-它每年生产超过10万个零部件,并且计划在2019年开设另一个大型综合企业。
3D打印技术的
发展以及物理性能得到改善
的新材料的
发展,也带来了全新的,创新的思想。 因此,“ Mairlin Visionary Concept”无气轮胎技术能够根据天气变化改变胎面花纹,从而消除了爆胎,低压问题和其他驾驶风险。
也许汽车在3D打印机上完全打印是不久的将来的现实。 但是,以上所有都是西方汽车制造商的成就。 但是俄罗斯添加剂技术的发展状况和前景如何? 在本文中,我们将重点介绍3D打印的优势,考虑在国内汽车市场中使用创新以及实施的实际示例。
汽车行业如何使用3D打印
添加剂技术有效地解决了汽车生产的以下任务:
通过原型制作,可以为那些生产汽车的企业(而不是组装成品模型)以及供应给输送机的汽车零部件制造商优化生产。
通过拓扑优化,设计人员可以设置零件的几乎任何必要的几何形状,并在以后的开发阶段进行设计更改。 3D模型从CAD转移到3D打印机,该打印机可以快速打印
用于铸造产品的原型,配件或
模具 。 这样可以降低生产成本,产品开发的时机以及将其推向市场。 特别是,公司可以安排零件的快速生产,并定时与汽车的发布同步。
得益于3D打印,2017年圣彼得堡的日产工厂通过不订购外部设备生产而节省了超过100万卢布
满足必要强度特性的设备和产品可以在工厂直接生产,只有一台3D打印机。 他将根据术语打印各种项目,这在使用机床和其他传统工具时是不可能的。
主要用于原型制作的技术:
用塑料和
光敏树脂印制的工具和模具将比金属便宜几倍。
功能产品也可以在
金属3D打印机上生产 (例如,使用SLM技术)。 3D金属打印也适用于小批量生产,包括创建定制产品。
金属粉末领域的最新发展为制造更轻,更致密,在某些情况下更耐用的零件铺平了道路。 由于在3D打印机上进行了拓扑优化,因此可以生长具有复杂形状和纹理(具有蜂窝结构,内部通道等)的组件,包括以前由多个元素组装而成的全金属。
西方经验:数字和事实
雷诺Sport Formula One团队是最早使用3D打印进行原型制作的团队之一。 如今,一小组工程师有机会每周生产数百个零件以在风洞中进行测试,开发创新的零件以进行火球测试和安装,并总体上加快了研发过程。 得益于3D Systems的SLA和SLS技术,制造复杂的汽车零件无需花费数周的时间,而仅需数小时。
宝马是汽车公司中最早为宝马i8跑车打印3D批量的数千个金属零件的公司之一。 这款敞篷跑车的软折叠车顶具有铝合金部件,该部件以添加方式制成,并具有创新的仿生设计,可重复自然形态。 与通过注塑成型生产的类似产品相比,新产品具有更高的刚性,而且重量更轻。
福特最大的配件制造商
Steeda Autosports使用
全彩3D打印技术来制作各种零件的原型,从注油器盖到冷模铸管。 结果:产品的上市时间缩短了数周,并且通过降低机加工和制造模具的成本,每件产品可节省3,000美元。
米其林在金属3D打印机上生产用于层板分离器模具的嵌件-磨损最严重的轮胎元件。 之所以选择新技术,是因为金属的细粒度结构,更好的导热性以及因此减少了磨损,而不是先前使用的冲压和铣削。
俄罗斯是否在等待添加剂技术的繁荣?
在夏末-2018初秋,莫斯科汽车行业发生了几项重大国际事件。 首先,这是莫斯科车展,在那里我们看到了许多有希望的国内发展。 引起普遍关注的是Aurus系列行政车和高级车(Cortege项目)和VAZ新颖性,后者结束了其“经典”计划,并展示了Vesta,更新的Grant和新Niva 4x4的概念。 Yandex继续成功地推广其无人驾驶汽车项目,并且汽车经销商的参观者可以在没有驾驶员的情况下进行激动人心的出租车之旅。 但是,本赛季最受关注的发展可能是卡拉什尼科夫在Army-2018军事技术论坛上提出的CV-1电动汽车概念(以旧莫斯科人为例)。 可以说,俄罗斯汽车工业正在稳步向全球发展。
俄罗斯汽车市场的销售高峰在2012年下降,然后开始了衰退,但这种衰退尚未克服。 俄罗斯联邦政府
制定了2018-2025年汽车发展战略,以改善这种状况。 它明确定义了行业的优先任务-增加汽车自身模型和高品质汽车零部件的生产,以及建立汽车零部件制造商之间的关系。 此外,本地化至少应为70%。
莫斯科车展上的新车:Aurus“ Senate”-俄罗斯行政车如果在1990年代俄罗斯实际上不生产汽车,在日本或德国购买二手车,那么在2000年代初期,该国已经有15家大型汽车厂。 显然,在50-70%的实际本地化水平下,零件附加值的很大一部分是在国外创造的(它们在俄罗斯的装配线上交付和组装),但是今天我们完全提供了国内市场。 最受欢迎的型号-例如Solaris,Polo和Rapid-在俄罗斯生产。
根据政府的战略,目前在创新和新发展中占企业预算的百分比约为15%。 目标是使该指标达到25-30%的全球数字,这为在俄罗斯汽车行业中引入3D技术打开了良好的前景。
对于国内汽车制造商来说,附加方向仍然是一个尚未开发的领域,因此关于3D技术使用的信息很少。
Vedomosti报纸报道说
,GAZ集团根据其代表使用3D打印对机器零件进行原型制作。 根据
阿尔泰地区的
官方网站 ,
KamAZ公司今年获得了两台俄罗斯制造的独特3D打印机。 这些工厂印刷用于铸钢的高精度砂模。
说到俄罗斯的外国制造商,我们举一个
雷诺-日产联盟的例子:他开始从他的西欧制造商那里引进添加剂技术,现在轮到俄罗斯了。 在圣彼得堡的日产工厂,3D打印机打印原型和配件,以及用于校准门,前灯和传感器的设备。 通过不订购外部设备制造,这使该公司在2017年节省了超过100万卢布。 在莫斯科,雷诺使用3D打印机制作所用工具的保护元件。
汽车市场的3D打印潜力
3D打印的烧制铸造模型使雷诺一级方程式能够快速生产出复杂程度很高的大型金属零件因此,3D打印使汽车和汽车零部件制造商获得许多优势:
- 缩短产品开发和铸造阶段的时间;
- 节省制造模具和模具的时间和成本;
- 拒绝设备制造商的服务;
- 进行技术实验和功能测试;
- 创建几何细节复杂的产品,这些产品具有无法通过传统方法制造的小细节;
- 由于拓扑优化 ,减轻了零件的重量,节省了使用的材料;
- 加快新产品或独家系列在市场上的发布。
随着竞争的日益激烈,创新问题变得越来越尖锐。 在全球范围内,越来越多的汽车制造商已经意识到3D技术可优化制造过程。 正如我们所看到的,添加剂方法是在俄罗斯汽车工业中相对较新引入的,仅在俄罗斯或外国汽车巨头的少数大型企业中使用。
在当今的俄罗斯现实中,引入添加剂生产面临许多障碍,其中包括许多工厂的自动化程度不足以及缺乏融资。 由于设备和材料的高昂成本,诸如
选择性激光熔化之类的3D打印技术尚未向我们提供。 如今,对制造商有利并能实时获得回报的最佳解决方案是购买一台3D打印机以生产塑料原型和配件(无需从供应商处订购)。
政府制定的2018-2025年汽车行业发展战略使人们希望,实施3D打印的过程将更快,更大规模。