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3D打印技术推动汽车制造变革 六大技术全解析

盖世汽车 中字

     据外媒报道,未来3D打印技术将在汽车等各行业中发挥极为重要的作用,未来的制造工厂将会由许多工业级3D打印设备组成。随着各类3D打印技术的不断发展,未来汽车制造将随之发生重大变革。

    3D打印技术在汽车业的应用及前景展望

    尽管3D打印技术在汽车行业内的应用尚处于相对初级的阶段,但该技术的应用已在汽车行业掀起一轮新的制造技术革新。2014年,美国洛克汽车公司(Local Motors)利用其打印设备,以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)及碳纤维混合物(配比:80/20)为材料,打造了全球首辆3D打印车辆——Strati。

    2016年,本田发布新版微通勤(Micro-Commuter)电动车,该车型的制造也应用了3D打印技术。随后,其他车企也纷纷跟进,利用3D打印技术来制造关键零部件(key components),旨在保障始终如一的产品品质、可靠的产品性能并积极致力于持续缩短投产准备阶段(lead-time)的耗时。

    据一份名为《全球3D打印汽车市场分析与发展趋势——2025年行业预测(Global 3D Printing Automotive Market Analysis & Trends - Industry Forecast to 2025)》的新报告预计,截止至2025年,3D打印设备的应用将增长10%,其中大部分设备将被用于轿车、卡车零部件的制造。

    3D打印技术及优缺点分析

    目前,汽车行业已采用了多种3D打印技术,包括:电子束熔融(electron beam melting,EBM)、熔融沉积造型(fused disposition modeling,FDM)、分层实体制造(laminated object manufacturing,LOM)、三维打印(three dimensional printing)、立体光刻造型(stereolithography)、选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)。以下为小编整理的技术盘点:

    电子束熔融(EBM)

3D打印技术推动汽车制造变革 六大技术全解析

    其简称为EBM技术,是一项新兴的先进金属快速成型添加式制造(form additive manufacturing)技术,采用电子束替代激光打印头或热敏打印头,电子束熔融工艺常用于制造致密金属件(incredibly dense metal parts)。

    工艺原理:

    先将零件的三维实体模型数据导入EBM设备,然后将一层微细金属粉末薄层平铺在EBM设备的工作舱内,利用高能电子束经偏转聚焦后在焦点所产生的高密度能量,使被扫描到的金属粉末层在局部微小区域产生高温,导致金属微粒熔融。电子束连续扫描将使一个个微小的金属熔池相互融合并凝固,连接后形成线状和面状金属层。

3D打印技术推动汽车制造变革 六大技术全解析

    优点:

    1. 电子束穿透能力强,焊缝深宽比大,可达到50:1。

    2. 焊接速度快,热影响区小,焊接变形小。

    3. 真空环境利于提高焊缝质量。

    4. 焊接可达性好。

    5. 电子束易受控。

    缺点:

    1. 设备比较复杂,费用比较昂贵。

    2. 焊接前对接头加工、装配要求严格,以保证接头位置准确,间隙小而且均匀。

    3. 真空电子束焊接时,被焊工件尺寸和形状常常受到真空室的限制。

    4. 电子束易受杂散电磁场的干扰,影响焊接质量。

    5. 电子束焊时产生的X射线需要严加防护以保证操作人员的健康和安全。

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