隨著3D打印技術的興起,業(yè)界人士已經逐步探索該技術在建筑、醫(yī)療、航天航空、工業(yè)設計、服裝等領域的具體應用,尤其是在汽車生產制造領域,3D打印技術的優(yōu)勢逐漸顯現。
3D打印作為一種新興技術,因世界各國的國情不同而呈現出不同的發(fā)展狀況??v觀全球3D打印產業(yè)的發(fā)展歷程可以得知:全球3D打印產業(yè)已基本形成了以美、歐等發(fā)達國家和地區(qū)為主導,亞洲國家和地區(qū)后起追趕的發(fā)展態(tài)勢。當前,全球各國在資源、技術、人才等方面的競爭日益激烈,3D打印技術作為具有發(fā)展前景的高新技術,吸引了多方關注。
3D打印進入汽車行業(yè)乃現實所需
近年來,隨著人們生活水平的提升和生活條件的改善,城鄉(xiāng)居民的購買力也得到普遍提升。汽車作為現代生活中的交通工具,自然受到消費者的青睞。在消費者強烈的購買欲望下,汽車行業(yè)的產銷結構不斷優(yōu)化,整個汽車行業(yè)進入了快速發(fā)展時期。
據中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數據顯示,2018年1至7月,我國的汽車產銷量繼續(xù)保持小幅增長的態(tài)勢。在細分的汽車產品類型中,新能源汽車的產銷分別完成50.4萬輛和49.6萬輛,比上年同期分別增長85%和97.1%,這表明整個新能源汽車產業(yè)的發(fā)展狀況良好。
在汽車產銷量不斷上升、行業(yè)發(fā)展呈現出一派火熱的氣象之際,我國的3D打印產業(yè)經過一段時間的發(fā)展,產業(yè)規(guī)模逐漸擴大,發(fā)展速度也逐漸加快。據有關數據統(tǒng)計,自從2014年以來,我國3D打印產業(yè)規(guī)模不斷擴張。到2017年時,我國3D打印的產業(yè)規(guī)模已經超過16億美元。
同時,隨著3D打印技術的不斷成熟,很多企業(yè)將3D打印技術引入了汽車行業(yè),力求通過新興技術提升汽車生產的質量和水平,并以此帶動整個產業(yè)的發(fā)展。多家企業(yè)開始將3D打印技術用在汽車生產上,給整個汽車行業(yè)的發(fā)展注入了新的動力。
3D打印零部件及整車生產成布局焦點
作為汽車行業(yè)的知名品牌,寶馬十分注重將3D打印技術融入汽車的生產和制造過程。作為汽車行業(yè)內應用3D打印制造技術的領軍企業(yè),從1991年起,寶馬公司就致力于將3D打印零部件納入概念車的研發(fā)體系之中。
最近幾年,寶馬集團已經在美國的斯帕坦堡、泰國的羅永府(Rayong)和中國的沈陽等地,利用3D打印制造技術來生產汽車的相關部件,這使得3D打印進一步融入了汽車行業(yè)的發(fā)展。
今年7月,為了進一步挖掘3D打印技術在汽車生產制造領域的潛力,日本本田公司生產出了一款新的電動汽車。在實際的操作過程中,日本本田汽車嘗試著將3D打印技術運用到了電動SUV車型上,獲得了一款性能優(yōu)化的全新車型。
如果說SUV是電動汽車的基礎,那么電動賽車就是電動汽車的極限。為充分挖掘3D打印技術的優(yōu)勢,大眾汽車生產了一款3D打印的電動賽車I.D.RPikesPeak,該賽車在測試中性能良好,這給生產制造3D打印電動賽車的企業(yè)提供了借鑒。
除了上述幾家公司采用3D打印技術來進行汽車整車及其零部件生產研發(fā)之時,還有一些企業(yè)在3D打印汽車零件方面也在積極努力,并通過實際行動來帶動整個行業(yè)實現新的飛躍。在眾多企業(yè)的努力之下,汽車零部件及整車生產取得了一定的成績,同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。
汽車行業(yè)未來發(fā)展還需解決這些問題
在傳統(tǒng)的汽車整車及零件的生產制造過程中,生產廠家往往會采用注塑工藝等來進行零部件的生產的制造。3D打印技術與傳統(tǒng)的制造工藝相比,采用PLS技術(PlasticLaserSintering,選擇性激光燒結)制作的樣件具有良好的強度和優(yōu)異的抗沖擊性能。
與此同時,在汽車部件的開發(fā)過程中,采用3D打印技術可以有效縮短零件的試制周期、減少生產成本。雖然目前3D打印技術日漸成熟,在汽車生產制造過程中的價值也逐漸被挖掘出來,但是3D打印技術在應用于汽車生產制造領域時,還存在一些問題亟待解決。
第一,3D大打印汽車的量化生產存在一定的困難。在汽車生產制造過程中所采用的3D打印機等設備往往造價昂貴、成本較高,想要在工廠大規(guī)模的生產過程中投入使用不太可能。即使運用3D打印機,也只能制造少數高級車中價格較高的功能零件。
第二,技術不夠成熟。雖然目前的3D打印技術已經可以用于汽車生產,但是有些零部件的生產制造由于需要較高的精度和靈活度,采用3D打印往往能夠制造整套零件的一些主要部件,目前想要實現整車的生產和打印還需要時間。
第三,材料影響3D打印零件的效果。在行駛過程中,汽車往往會產生一定的顛簸和震動,因此,選好適宜的材料更有利于提升整車的性能。為更好地發(fā)揮3D打印技術的作用、生產出具有高端性能的車輛,采用適宜的材料十分重要,而某些材料雖然品質優(yōu)良,但是造價昂貴,這些問題也限制了企業(yè)采用3D打印技術進行汽車及其零件的生產制造。
未來,3D打印技術將使傳統(tǒng)的汽車生產制造行業(yè)發(fā)生更多地變化。同時,隨著3D打印技術的不斷成熟,汽車零部件生產制造的效率將大幅提升,整個汽車行業(yè)將進入由技術驅動的快速發(fā)展的時期!