福特在零部件生產(chǎn)中運(yùn)用3D打印技術(shù)
將來(lái)的某一天,打印一個(gè)汽車部件將和打印一份報(bào)紙一樣簡(jiǎn)單,開(kāi)發(fā)汽車零部件變成一件非常輕松的事。這就是福特基于3D打印技術(shù)對(duì)未來(lái)汽車零部件制造的愿景。
福特近期推出了全新野馬車型,其發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的制造便采用了3D打印技術(shù)。
福特利用這項(xiàng)技術(shù)快速生產(chǎn)出氣缸頭、進(jìn)氣歧管、排氣通道等共享率較高的零部件原型,節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)美元的開(kāi)發(fā)成本和大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間。
進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件之一。該部件的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程為:工程師首先利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行建模,一個(gè)原型部件的產(chǎn)生大約需要經(jīng)過(guò)4個(gè)月的時(shí)間。該過(guò)程中花費(fèi)的成本大約為50萬(wàn)美元。而通過(guò)3D打印技術(shù),福特公司在4天之內(nèi)就可以制作出一款相同的進(jìn)氣歧管原型部件,更重要的是,過(guò)程中花費(fèi)的成本僅為3,000美元。
福特快速成型工藝監(jiān)管員Paul Susalla表示:“對(duì)于客戶來(lái)說(shuō),這意味著零部件的質(zhì)量更好、重量更輕?!?/P>
更多創(chuàng)造性 更快成型
3D打印節(jié)省零部件開(kāi)發(fā)成本的關(guān)鍵在于,其省去了傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程中所需的各類特殊工具或特定的模具,因?yàn)槊靠钴嚨臉?gòu)造不同,每一項(xiàng)改動(dòng)都需要全新的模具,其成本可想而知。另外,由于其快速成型的特性,每當(dāng)工程師有一個(gè)新的創(chuàng)意時(shí),便可以快速實(shí)現(xiàn)并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。
福特目前正在進(jìn)一步探索3D打印在汽車部件生產(chǎn)中的應(yīng)用,希望從僅僅對(duì)塑料部件開(kāi)發(fā)延伸到對(duì)金屬結(jié)構(gòu)件的開(kāi)發(fā)。
福特動(dòng)力總成生產(chǎn)工程部(Ford powertrain manufacturing and engineering)全球總監(jiān)Bill Russo表示:“這項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)楦L啬酥琳麄€(gè)汽車制造業(yè)帶來(lái)巨大的回報(bào)?!?/P>
3D打印技術(shù)的工作原理
3D打印機(jī)對(duì)工程師輸入的模型進(jìn)行分層打印,最終由無(wú)數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)層堆疊成完整的原型部件,形象地說(shuō),就類似在一根竹簽上串上一塊塊肉,形成肉串。
福特增材制造(additive manufacturing)技術(shù)專家Harold Sears表示:“如今,3D打印技術(shù)生產(chǎn)部件的速率還不能夠滿足汽車零部件制造的需求。不過(guò)對(duì)于零部件測(cè)試來(lái)說(shuō)它是一項(xiàng)理想的方案?!?/P>
福特公司早在上世紀(jì)80年代就首次采用了3D打印技術(shù)。1988年,福特購(gòu)買了其首臺(tái)3D打印機(jī)。如今,福特的3D打印技術(shù)涵蓋選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積建模和有限元3D打印等應(yīng)用。其目前還與供應(yīng)商合作,將該技術(shù)推廣至市場(chǎng),其中還包括3D砂土(3D sand printing)打印。
福特公司最近使用3D砂土打印技術(shù)的案例包括:
-全新福特野馬的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋
-HF35變速箱中的轉(zhuǎn)子架、傳動(dòng)箱、阻尼器外殼、變速箱端蓋。這款變速箱用于福特C-MAX混動(dòng)車以及Fusion混動(dòng)車中。
-全新福特Fusion中的四缸EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)
-福特探險(xiǎn)者中的剎車盤(修復(fù)一個(gè)在耐久性測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的制動(dòng)噪聲問(wèn)題)
-福特F-150皮卡中3.5升EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管
福特表示,3D打印技術(shù)在零部件制造中的應(yīng)用或?qū)㈤_(kāi)啟汽車工業(yè)的第三次革命。Harold Sears表示:“盡管尚未驗(yàn)證,但我們確信將來(lái)的汽車零部件制造將逐漸走向數(shù)字化,(類似3D打印的)這類技術(shù)將會(huì)越來(lái)越多,材料的多樣性也將越來(lái)越強(qiáng)?!?/P>
評(píng)論