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增材制造业颠覆了汽车工业

发布人:3D打印商情

责任编辑:激光制造商情

来源:3D打印商情

2019-07-24 09:59

  导读:虽然不会很快取代传统的制造方式,但是包括汽车在内的许多行业正在采用增材制造,这将对这些行业未来的发展产生影响。

增材制造前三大行业

  增材制造(AM)技术正在许多不同的行业中采用,为每个行业提供独特的优势和挑战。根据ARC Advisory Group的研究,汽车、航空航天和国防工业是2018年两个最大的增材制造市场。这两个行业合计占工业系统销售收入的三分之一以上。本文将关注技术对全球汽车行业的影响。

  原型和发展

  许多汽车制造商和汽车供应商仍然仅使用AM技术来开发和生产功能原型组件和设计样品。这大大减少了开发时间和成本,但它不支持大规模生产。

  传统制造工艺中使用的工具的3D打印正在迅速发展。这为汽车OEM和一级供应商提供了巨大的潜力,因为它可以显著缩短开发周期。因此,AM可以帮助汽车行业优化新产品的资本密集型开发。与流行的看法相反,AM在降低成本方面并不是圣杯,降低成本并不是实施AM的主要理由。AM的优点在于能够生产复杂和/或轻质结构。因此,AM不会完全取代汽车行业的传统制造方法,而是对它们进行补充。

  质量,流程和自动化

  AM必须克服与质量保证和生产力相关的几个障碍。目前,我们看到AM的自动化程度非常低,而且过程稳定性并不总是得到保证。但是,一些行业倡议旨在克服这些障碍。

  其中包括德国的Next Gen AM项目,这是汽车供应商戴姆勒,航空航天供应商Premium Aerotec和技术提供商EOS之间的联合倡议。该项目旨在开发一个完整的自动化系统,为汽车和航空航天工业生产铝部件。该项目的试验工厂包括增材生产、后处理和质量保证的机器。该工厂可自动化并集成过程中大多数步骤之间的相互作用,从而可以高度稳定地自动生成复杂,轻量级的组件。

  后处理成本仍然是一个大问题。今天的大多数AM技术都需要单独的后处理步骤,尽管这取决于应用程序。这可以包括移除支撑结构,加工到公差或处理表面。每个后处理步骤都代表了额外的成本,需要额外的工具、人力和专业知识。

  在质量保证期间,必须确保组件的可重复性。这只能通过标准化和保护工艺和材料以及进一步开发机器来实现,重点是可靠性和速度。机器必须达到可证明的技术成熟水平,并且易于集成到制造商的整体自动化环境中。

  集成生产

  对于未来的批量生产,AM可以支持从长装配线到本土化生产的转变。制造商可以使用小型AM电池单元进行生产,而不是一条长生产线。

  根据弗劳恩霍夫铸造,复合材料和加工技术研究所(IGCV)最近的一项研究,AM仅占汽车行业总生产市场的0.05%。IGCV得出结论,迄今为止生产的所有组件中有1-5%适用于短期和/或中期的经济型增材系列生产,显示出现有技术与现有技术之间存在明显差距。

  这就是为什么公司和研究机构正在努力将3D打印转化为汽车行业的工业化,高度自动化的生产流程。德国的增材制造工业化和数字化(IDAM)项目就是一个很好的例子,12个合作伙伴为AM在汽车行业的批量生产中进一步技术开发和整合奠定了基础。

  在未来,AM生产线应该能够在普通零件生产中每年生产至少50,000个零件,并且在最高质量和成本压力下生产10,000多个零件和备件。通过对汽车生产线的整体看法,项目参与者的目标是将流程链中的手动活动份额从大约35%减少到不到5%。此外,3D打印金属部件的单位成本将减少一半以上。

  需要更多标准

  尽管AM工艺仍然比较年轻,但再也没有人能够想象没有它们的汽车工业。

  该技术正在迅速成熟,增加了材料多样性和应用的可能性。这进一步增加了对全球标准的需求,特别是从最终用户的角度来看。这些对于进一步推进3D打印机的开发和扩展AM过程的应用领域是必要的。