EOS 3D打印技术在汽车和零部件行业的应用

2014中国汽车论坛于4月22日在北京召开,以选择性激光烧结技术著称的德国EOS 公司在论坛期间分享了3D打印技术在汽车和零部件行业的应用。

发言实录:

很高兴有机会跟大家分享3D打印技术在汽车和零部件制造中的应用。我来自与EOS,我们是德国的公司,一直致力于3D技术的开发和应用。

首先给大家介绍EOS的3D打印技术。第二部分是这个技术在行业中的应用。最后给大家介绍3D打印技术在汽车行业的应用。

大家都知道3D打印这个名字,其实它真正的学名叫增材制造,它是用增加材料的方式进行零件的生产。

首先要在电脑上有一个三维模型,可以进行建模的处理。这个显示的是汽车零部件的外壳,视频里可以进行二维的截面,进行分层。这个数据再通过软件输送到设备集材领域。通过滑动,可以看到每个截面的情况。这个就是加工过程,通过铺粉、激光烧结工艺来制造。这个粉末是尼龙粉末。如果是做金属零件,就是用金属的粉末。激光从上面照下来,读取的就是你刚才做二维截面的信息,对一个截面进行选择性的烧结或者是选择性的临摹。这一层做好以后再制作第二层,再铺粉,再做第三层。加工平台可以下沉,下真的高度可以人为控制,它跟加工工艺的精度相关。

这个零件是埋在粉末里面,只要把粉末去除,就可以得到实体零件。这些粉末还可以回收再利用,减少成本。

我们公司是德国公司,总部在慕尼黑,1989年成立,一直致力于做选择性激光烧结的技术。迄今为止,在全球的销售量是1500台左右,主要市场在欧洲。我们发现中国大陆的市场需求增长很快。

我们的设备可以做塑料材料的3D打印机,从100到396到P800,基本上是按尺寸大小进行排列。

我们可以用尼龙材料,由于工业要求,要增加强度和韧性,还可以在粉末里增加玻璃纤维或者是铝粉和碳纤维,在汽车行业用的比较多的是直接用TVE2的粉末,以及添加玻璃纤维。

除此之外,还有金属的3D打印机。金属的可以做不锈钢或者是实体钢,这种材料是用在模具行业,直接可以3D成形。第二种材料是不锈钢。这些材料也决定了它的应用,比如在航空航天、模具行业、汽车模型制造。

快速原形制造在二三十年之前就已经开始。到目前更多的应用,尤其在航空航天、医疗、模具、汽车行业。

3D打印解决什么样的问题。最关键的还是大大缩短时间成本。从产品的设计研发到打样、测试和投放市场,可以减少时间成本。通过设计的优化,可以进行功能的集成,以前是二三十个零部件实现一种功能,现在可以通过功能的集成、设计的优化,只用一种零件就可以实现全部功能,这种零件的内部结构有可能非常复杂,而且可以实现轻量化设计,非常适合3D打印。

这是我们的国外客户,汽车行业的奥迪、福特、大众、宝马都在使用我们的设备。除此之外还有一些服务提供商,这些提供商是用我们的设备生产加工大型公司的样件。还有航空航天、医疗、实验室会应用我们的设备。

下面给大家介绍一个汽车行业的应用案例。这个是FKM公司用我们的原形制造设备生产的油箱,这个油箱是一体设备,从设计到最终成形只需要4天。第一天是进行建模,再经过数据处理,只需要15分钟。在机台上进行快速制造或者3D打印,只需要33个小时。第三天、第四天,等这个零件进行冷却,进行后处理、去粉。第四天可以拿到一个样件。在设计研发过程中,可以很快地得到一个样品,测试它的功能性。这个样品不仅可以满足外观的需要,它的机械性、气密性和装配性能都可以进行测试。时间成本缩短75%,成本减少25%。

捷豹公司在很久之前就用我们的设备进行原形制造,像保险杠里面的复杂装配件的快速原形制造,可以测试装配功能设计和实际之间的差异。这个是直接应用在F1方程式赛车上的,这是具有空气动力学要求的零部件,是用我们的P系列,是用塑料设备生产的。还有F1方程式赛车方向盘的原形设计,也是用我们的设备进行3D打印。沃尔沃也是用我们的设备,采用尼龙粉末,快速地得到方向盘的设计原形。因为这种技术可以很快地得到样品,可以比较不同的设计方案。

在打印3D方向盘的时候,做四个方向盘只需要1天的时间,而且每个方向盘都不一样。

也有公司用我们的设备做电器管路的设备,用的材料是尼龙添加玻璃纤维,它的拉伸容量和拉伸强度已经可以满足功能测试的要求。大众汽车也在概念汽车中用不锈钢材料生产变速杠。

这是一家公司用金属材料生产活塞。这个活塞从外观来看跟普通活塞是一模一样的,关键的不同点是活塞内部有很多冷却水雾,

它的重量从121克减轻到76克。

除此之外,我们还在汽车零部件行业有所应用,主要是在注塑模具、注塑模芯的设计、模具的修复、拉伸铸造、快速模具。

这也是我们的一位国外客户做的,这个发动机外壳是注塑成形。模芯的冷却水路是直的,可以制造。这个直的水路有几个特点,第一是冷却时间比较长,在温度到达的地方可以迅速冷却。模芯的表面温度会有很好的控制,可以在外表面进行异形水路的控制,使注塑零件的内应力控制得到改善。

(3D科学谷转载自机经网)

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