近年來,我國智能制造技術(shù)持續(xù)升級,3D打印市場應(yīng)用深度不斷拓展,在汽車制造、船舶工業(yè)、模具開發(fā)、核工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化滲透,市場規(guī)模持續(xù)擴張。
3D打印技術(shù)的核心優(yōu)勢
該技術(shù)具備無需開發(fā)專用工具、購置傳統(tǒng)設(shè)備、高靈活性、適配復雜結(jié)構(gòu)與材料組合、簡化工序等顯著特點,恰好彌補了汽車零部件傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的短板。當前,汽車零部件行業(yè)年產(chǎn)量達數(shù)十億件金屬部件,3D打印技術(shù)的成熟或?qū)鹘y(tǒng)制造業(yè)產(chǎn)生顛覆性影響。
汽車領(lǐng)域的應(yīng)用場景
3D打印在汽車零部件制造中主要覆蓋四大板塊:動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、內(nèi)飾與外飾。
動力系統(tǒng):蘭博基尼采用3D打印技術(shù)制造發(fā)動機管道,實現(xiàn)復雜幾何結(jié)構(gòu)的精準成型;
底盤系統(tǒng):工程級熱塑性塑料被用于打印高強度底盤原型,高性能工程塑料則支持定制化裝配工具的開發(fā);
外飾領(lǐng)域:寶馬已將3D打印納入研發(fā)核心流程;
內(nèi)飾部件:方向盤、儀表板、空調(diào)排氣扇及操縱桿等零部件均可通過3D打印完成。
典型應(yīng)用案例
保時捷:推出3D打印桶形座椅,靠背部分支持三種硬度選擇,替代傳統(tǒng)座椅;
本田:與Autodesk合作設(shè)計發(fā)動機曲柄軸,通過3D打印實現(xiàn)輕量化與燃油經(jīng)濟性提升;
邁凱倫P1:采用HRE公司開發(fā)的鈦合金3D打印輪圈,強度超越傳統(tǒng)工藝制品。
金屬3D打印的技術(shù)突破
作為最具潛力的細分領(lǐng)域,金屬3D打印的發(fā)展聚焦設(shè)備、材料、工藝三大核心要素。國內(nèi)技術(shù)雖處于追趕階段,但正朝著大尺寸、低成本、多材料、高精度、高效率方向演進。
航空航天領(lǐng)域的里程碑
2019年起,3D打印支架開始應(yīng)用于飛機制造。空中客車與GEAdditive、GEAviation合作,其3D打印發(fā)動機部件已獲美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)認證,標志著該技術(shù)在航空領(lǐng)域的成熟度跨越新臺階。
產(chǎn)業(yè)展望
當前,我國3D打印產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期,產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋原材料處理、設(shè)備制造到終端應(yīng)用服務(wù)。隨著技術(shù)迭代,除汽車、航空航天外,醫(yī)療、消費電子等領(lǐng)域有望涌現(xiàn)更多創(chuàng)新應(yīng)用。
未來,伴隨消費升級與個性化需求增長,3D打印將與機器人、人工智能等技術(shù)融合,推動制造業(yè)從大規(guī)模生產(chǎn)向柔性化、定制化轉(zhuǎn)型,為市場注入更多活力。
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