探秘(mì):增材製造將如何改變汽車產業?
點擊量:417 發布時間:2017-03-07 作者:快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有限公司
以3D打印、增材製造、快(kuài)速製造為代表的大量(liàng)快速、高效、清潔的柔性(xìng)製造在工(gōng)業中(zhōng)獲得廣(guǎng)泛應用,有效解決了個性化小批量生產與製造成本之間的矛盾。
中國要成為世界製造強國,必須要發展高新技術產業,而新材料、新技術對產(chǎn)業的拉動(dòng)作用不可小視,增材製造與快速製造(zào)技術也會讓汽車(chē)行業受益無窮。
自下而上的製造(zào)方法
美國材料與(yǔ)試驗協會(astm)對增材製造的定義為:采用材料逐漸(jiàn)累加的方法製造實體零件的技術,相對於傳統的材料去除一切加工技術,是一種“自(zì)下而上”的製造方法。
基於不(bú)同的分類原則和理解(jiě)方式,增材製(zhì)造技術還有快速原(yuán)型(xíng)、快速成形(xíng)、快速製造、3D打(dǎ)印等(děng)多種稱謂。
增材製造被譽為第三次工業革命新(xīn)技術之一(yī),引起了世界各國的廣泛關注。2015年初,我國工業和信息化(huà)部、國家發展和改革委(wěi)員會、財政部(bù)聯合發布了《國家增材製造產業發展推進計劃2015-2016》,推動增材製造體係的完善,搶占高新技術帶來的發展機遇。
之所以要發展增材製造和快速製造技術,目的是使優良的設計能夠快速變成產品。過去汽(qì)車上的鋼蓋或者排(pái)氣管,因為需要做大量的模具,零件從設計到出產品,要想(xiǎng)快速地完成十分(fèn)困難。現在,增(zēng)材製造技(jì)術則能快速、高效、清潔地完成,實現個性化、小批量生產。
增材技術不(bú)需要傳統的刀(dāo)具和夾具以及多道加工工序,在一台設備上可(kě)以快速精密地製造出任(rèn)意複雜形狀的零件,從而實現了零件“自由製造”,解決了許多複雜(zá)結構零件的成形,並大大減少了加工工序,縮短了加工周(zhōu)期。而且,產品結構越複雜,其製造加速度的作用就越顯著。
發達國(guó)家非常重視增材製造和快速製造(zào)技術,不僅僅是采用增材製造方式,包括高速數(shù)控(kòng)加(jiā)工(gōng),也包括經濟模具、快速模具,相對傳統的製造方式能夠短周(zhōu)期數(shù)字化快速低成本完成製造的方式。
不論是美國、德國、英國,都把增材製造、快速(sù)製造列為未來很長一段時間重要的(de)發(fā)展主題,這(zhè)是國際趨勢。
實現個性化設計
汽(qì)車行業(yè)為什麽要發展增材製造、快速製造技術?
一是為了解決設(shè)計製(zhì)造一體化、製造的柔(róu)性化。設計師可以充分發(fā)揮(huī)想象空間,可以結合自然進行個性化的設計。
同時,製造柔性化、個性化汽車將來肯定會成為可能(néng)。有(yǒu)預測顯示,20年後的(de)汽車有(yǒu)可能方(fāng)向盤、車身,全是個性化的,甚至還會有彩色的汽車等,這是一個很大(dà)的轉變。
再就是材料製備和成形一體化。過去汽車設計是先研製出材料(liào)配方,現在把材料的製(zhì)備過程和零部件成形連成一(yī)條線,實行快速製造(zào)。
另一(yī)個原(yuán)因是即使一個零件也可以多材料組成,在不同的部位結合功能要求采用(yòng)不同的材料、強度,這就可以實現汽車的定製性能、定製材料於一體,進一步解決汽車輕量化問題或性能安全可靠的問題(tí),包括性能製造過程中可控的問題(tí)。
因為增材製造屬於數(shù)字化、自(zì)動(dòng)化(huà)裝備,這就要求設計生產製(zhì)造過程實現數字化,包括遠程定製(zhì)。發展這些(xiē)的目的是(shì)為了實現高品質產品的製造,能夠(gòu)提升產品質量,降(jiàng)低成本,為老百姓的幸福生活提供支撐,這是核心。
目前已有上汽、大眾等部分(fèn)整車企業聯合零部件(jiàn)企業製作汽車內外飾件的3D產品,這說(shuō)明製造商們對增材製造技術的接受度正在提高。
數據(jù)共享促質量提升
決定未來製造創新的關鍵因素,一個是材料,一個是製造工藝。
材料是基礎,材料製(zhì)造工藝、現代製造的方法是實現(xiàn)手段(duàn),另外還包括生產組織、銷售及商業模式。如何(hé)把材料、工(gōng)藝、裝備和產品有效地組織起來,則需要結合“互聯網+”,改變(biàn)現有(yǒu)的製造流程。
如果將來基於互聯網的數據庫能建立起來,遠程能(néng)夠共享,數據庫的剩餘價值就可以進(jìn)一步提升挖掘。還有(yǒu)數字化裝備、生產線、車間(jiān)及工廠,這樣就能(néng)把材料(liào)製品和產品製(zhì)造(zào)出來。
包括將來的汽車生產線,肯定是多(duō)品種單輛汽車定製生(shēng)產成為主線,真正(zhèng)柔性化生產線。還有生產係統優化與製造效率的問題,進一步實現節能減排,把軟件、數據庫、工藝(yì)庫、專家庫,過去的工匠經驗變成(chéng)軟件、變成係統,把過去依賴人的工作變成靠設備係統來保障,提升質量。最後就是要(yào)實現國際化、合作化、協同化。
增材製(zhì)造和快速(sù)製造在汽車行業具體可(kě)以有幾個方麵(miàn)的應用。一(yī)個是創(chuàng)新設計和校驗,另外是(shì)整體成形,這是未來的趨勢,還有一個特色(sè)是把材料設計、結構設計與製造能夠一體(tǐ)化來完成,最後是複合成形製造(zào),指工藝複合(hé)、材料(liào)複合等等。
行業細分化、3d打印材料的突破與豐富將有利於增材製造技術(shù)在汽車零部件(jiàn)行業更好(hǎo)、更快發展。3d打印零部件材料種類顯著增加(jiā),意味著零部件製造成(chéng)本或在三到五年內大幅下降。未來,整車以及零部件領域對增材製造技術需(xū)求是非常大的,或許會(huì)有更多的3d打印零部件實現產業化。

增材製造(zào)能夠促使(shǐ)汽車(chē)製造企業拋開傳統加工生產思路,運用科技創新思路,把3D打印與汽車行業聯係起來,完成體係創新。目的是解決單(dān)件小批快速定製,包括結構設計一體化,進一(yī)步實現柔(róu)性化,在這個過程中能夠實現節能減排、提高質量、提高生產效率,尤其是推動整個製造業綠色化發展(zhǎn),最終提升裝備製造業和創(chuàng)新製造業的發展水平(píng)。
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