3D打印技術在汽車行業的運用
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市場調研組織SmarTech于2015年發布的一份《增材制造在汽車行業的前景:下一個十年的預測》的匯報覺得,三維打印在汽車領域的運用乘勢而上,而且市場前景寬闊。
依據SmarTech的匯報,三維打印在汽車領域2014年的總銷售市場額度為3.7億美元,到2023年有希望做到22.7億美元。汽車在三維打印行業的運用從簡易的數據模型到功能性原形向著大量的作用構件方位發展趨勢,滲入柴油發動機等關鍵零部件行業的設計方案。將來兩年汽車領域產品研發行業將邁入金屬材料三維打印技術性引進爆發期。
實際上,汽車生產商根據三維打印來進行汽車產品研發環節的原形開發設計與設計方案 認證早就并不是新鮮事兒,大量的汽車生產商應用三維打印來制造各種各樣模貝、工裝夾具等以用以拼裝和制造全過程。可以說三維打印在造型設計審查、設計方案認證、繁雜構造零件、多材 料復合型零件、汽車輕量化構造零件、定制專用型工作服、售后服務個性化改裝件等層面的運用慢慢被愈來愈多的汽車生產廠家選用。
下邊,大家根據三維打印在汽車領域的關鍵運用數據圖表上的并列結構與實例的融合,來一場相關與汽車產品研發與制造技術性的演變之旅行吧…
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原形與設計方案認證
下面的圖的Stratasys的汽車車胎原形是為賓利車定制的,車胎與輪圈一次性制造進行,與原廠的車胎尺寸:1:1;原材料名字:VeroGrey;制造時間:188鐘頭28分鐘;原材料耗費:24995G;支撐點原材料耗費:27414g
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汽車軟墊正下方是硬的塑膠,上邊是能夠 伸縮的硫化橡膠材料。當打印像1000x800x500mm那樣大中型的商品的情況下,Stratasys Object 1000 Plus就派到了用途,不但能夠 1:1的規格制造汽車,航天航空領域必須的原形,并且經濟發展。
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該原形原材料:VeroClear, TangoBlackPlus; 制造時間:11鐘頭49分鐘;原材料耗費:TangoBlackPlus 4883g, VeroClear 848 g;支撐點原材料耗費:12936 g
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車體
Local Motors首先將立即數據制造(DDM)的定義用以三維打印汽車Strati,由英國棕櫚嶺國家級實驗室帶頭產品研發的BAAM(大容量增材制造)機器設備可用以 具體生產制造。每鐘頭40磅碳纖維材料提高ABS塑料的堆積速度和大容量代表著增材技術性可用以大中型構件如汽車等的生產制造。
Strati的車體行為主體是一體的,可以用三維打印機詳細地打印出去。拆式的坐椅能夠 讓便捷顧客選擇自己喜愛的車內飾色調和材料來打印。其車大燈、倒車鏡、汽車擋風玻璃和電子器件構件中添加了碳纖維材料以提高其抗壓強度,完成了“創新能力、多元性和應用性中間優良的均衡。
并且迅速,顧客登錄Local Motors就可以根據線上大型商場來提交訂單定制自身喜愛的汽車了。
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與所述的Local Motors的塑膠車體不一樣,非常轎跑車Blade的車體是由鋁合金型材和碳纖維管像構建樂高積木一樣構成的。
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Blade行為主體構件是鋁合金型材和碳纖維材料,十分輕,速率迅速――它的瞬時速度比邁凱輪P1更高,輸出功率凈重比為布加迪威龍的2倍。它可以在短短的2.2秒內從 0加快至60英里每鐘頭(邁凱輪P1的這一數據是2.8秒)。它的凈重僅有1400磅,而且安裝著一個4缸700大馬力的雙燃料燃氣輪機,可應用車用汽油或縮小天 然氣為然料。汽車汽車底盤由大概70個三維打印的鋁連接點構成的,職工手工制作拼裝該汽車底盤前后左右歷經僅三十分鐘。而汽車底盤自身的凈重僅有61磅。
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車內裝飾
有關三維打印用以汽車車內飾,乃至是外飾的話題討論,在這兒就話不多說了,立即上美圖照片。
標示
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寶馬五系
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賓利車
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作用零件
汽車坐椅
豐田汽車汽車與Materialise一同設計方案的汽車坐椅以促使坐椅凈重更輕,另外舒適度更強。汽車坐椅低作用力相對密度地區的鏤空雕花解決產生雙向的益處。第一個層面,造就了更高的排熱工作能力。第二個層面,節約很多的原材料。實際上,汽車坐椅的凈重降低了達到72%,比原先輕了18KG。
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除開汽車坐椅,Materialise還做了汽車汽車方向盤的汽車輕量化試著。
電容器
以前三維打印技術性一般必須對充電電池的不一樣構成構件各自開展獨立打印,比如充電電池所選用的負極、陽極氧化及其電解質溶液等均必須獨立打印。三維科學研究谷覺得 Graphene 三維試驗室能夠 開展的多種多樣原材料另外打印,大大簡化了充電電池的三維打印全過程,在一次打印全過程中就可以進行全部充電電池的打印工作中。
智能構造充電電池一經發布便吸引住了很多研發部門的關心,在其中就包含volvo汽車企業。智能構造充電電池產品研發新項目的關鍵目地便是為車子充電電池出示一種具備顛覆性實際意義的電磁能儲存計劃方案。
除開打印電容器,來源于加拿大的一家企業EVX Ventures仍在膽大地探尋三維打印太陽能發電汽車。
發動機油底殼
歐州賽車隊根據三維打印技術性改進她們跑車的柴油發動機性能。這一新項目由坐落于加利福尼亞州的圣克拉拉的FIT Technology Group技術性單位來進行的,FIT根據SLM可選擇性激光器溶化增材制造技術性來制造更新的柴油發動機缸蓋。
根據可選擇性激光器熔融計劃方案明顯提升缸蓋的表層排熱總面積,降低震動和凈重。結果是降低了66%的缸蓋凈重,從5095克到1755克,而且容積也從 1887立方分米降低到650立方分米。而缸蓋的表層總面積從823立方厘米提升到6052立方厘米,主要是根據晶格常數構造產生的繁雜的機構對比,這產生了 更合理的制冷性能,而制冷性能對跑車的性能主要表現尤為重要。
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離心水泵輪
下面的圖的這一構件是用可選擇性激光器熔化(SLM)技術性制造的,該技術性關鍵根據應用激光器溶化金屬粉制造三維目標。制造進行的離心水泵輪被安裝到一輛寶馬五系 DTM跑車的動力裝置中。這促使寶馬汽車公司可以快速迭代離心水泵輪,乃至假如需要的話能夠 依據實際的賽事標準開展定制。并且不用生產制造模貝,零部件改動必須的成本費 接近于零。
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排熱系統軟件
換熱器的技術性發展趨勢過去20年里基本上能夠 說成停滯不前情況,因為傳統式的、減材制造方式對生產加工產生許多限定。伴隨著三維打印粉末狀床可選擇性金屬材料溶化技術性的發展趨勢,根據增材制造的方法生產制造的換熱器不僅降低了凈重,另外提升了熱交換器觸碰高效率,提高了換熱器的總體性能。
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別的零件
賓利車在Speed 6定義車里膽大試著三維打印技術性,在其中Speed6汽車車門的門鉸鏈便是用金屬材料三維打印的,其鏤空雕花的構造看上去就好像一面抽象性的英國國旗。
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仿生學與將來汽車
Soulmate是德國博世、EDAG和制造商中間的項目合作結果,EDAG和BOSCH親切稱其寫作的車為“Soulmate”,Soulmate翻 翻譯成漢語不僅是知心,也是終身伴侶,用于形容車,由此可見該輛車對主人家觀念的認知水平不是一般。而這也代表著未來的車將全方位連接IoT物聯網系統。這般知性優雅 又理性的概念跑車,三維打印可以說在這其中充分發揮了巨大的優點。
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汽車輕量化是將來汽車的一大特性。EDAG的室內設計師從葉片中吸取設計靈感,把輕量機殼保證了完美。它的仿生技術設計靈感的“框架”構造徹底是三維打印,并遮蓋汽車 表層。歷經拓撲結構仿生學提升的車的人體骨骼構造在承載能力低的地區降低原材料的應用,在承載能力高的地區提升原材料的相對密度,進而變成一種質輕、高效率的汽車。重量較輕、高效率 高,且無一切消耗。
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而且,Soulmate發亮的外界肌膚能夠 提示別的駕駛員,別的車子盲區上的潛在性風險。當在高速路產生風險的情況下,駕駛員還可以讓一切一扇門傳出鮮紅色 的閃亮以提醒別的的駕駛員。。除此之外,車子和人的互動頁面能夠 根據手勢操作和根據觸感鍵入來操縱,這促使駕駛員可以集中注意力于路面行車安全性上。
此外,三維打印在汽車的產品研發全過程中合制造生產流水線上所必須的夾具工裝也充分發揮著積極主動的運用。而針對汽車愛好者,三維打印在售后服務汽車改裝行業打開了另一個想像室內空間。
來源于:三維科學研究谷



