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3D打印在新能源汽车制造领域的发展与趋势

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新能源汽车的生态系统是开放的,是变化和动态的。传统汽车从设计定型到新车出厂通常需要三年时间,在此期间针对这些零件生产的工艺与供应链都进入到了固化状态。而像特斯拉这样的车企,其软件几乎每个月都会更新。数字化的基因可以说根植在新造车势力的血液中。

3D打印带来的数字化,让人类第一次能够产生真正的经济净收益门槛:通过将客户行为与生产者行为同步,以需求为导向,从生产过剩转向需求驱动的生产。

3D打印是一种带有鲜明数字化特征的技术,这意味着增材制造能够改变产品的生产方式是本质性的,不仅可以实现个性化,还可以实现功能化导向的制造,这使得3D打印与新能源汽车具有制造基因方面的“天然契合”。

论文发表在《金属加工(热加工)》

年第7期

当前技术发展情况

根据ACAM亚琛增材制造中心,ACAM亚琛增材制造中心(以下简称ACAM亚琛中心)对增材制造在多功能材料方面的愿景为无限组合的材料与技术,而最终的目标是点击即生产。ACAM亚琛中心定义达到这个愿景的进阶过程包括5个梯度,Level0为功能化增材制造过程;Level1为可预测的增材制造过程;Level2为自动化的增材制造过程;Level3为全自动化的增材制造(包括前处理与后处理);Level4为集成化的全自动化不同制造工艺的组合[1]。当前,世界范围内增材制造的发展大多还处在Level0的水平。

汽车生产需要高度的自动化、高效率、低成本、质量一致性,这似乎与3D打印当前的发展水平存在不少“鸿沟”。因此,3D打印在汽车制造方面的发展现状与未来趋势需要结合3D打印技术的特点来理解。

根据ACAM亚琛增材制造中心,一方面,3D打印改变了制造逻辑。通常对于同一个产品来说,通过传统制造技术生产的数量越多,产品的单件成本也随之呈下降趋势;而对于增材制造来说,单件成本与产量的相关性是独立的,这是在考虑可扩展性时需要考虑的因素。另一方面,关于产品的复杂性。通常在通过传统制造技术来生产零件时,产品越复杂,成本越高,企业则需要很昂贵的投资(包括新的模具,甚至是新的设备来实现);而对于增材制造来说,零件的复杂性与成本的相关性也是独立的,零件几何形状的复杂性通常并不会带来额外的制造成本。

对于汽车来说,虽然汽车生产向更小批次的趋势发展,但当前3D打印技术与汽车的结合点并非是3D打印技术的成本与产量的相关性是独立的这方面因素,而是3D打印技术成就更复杂的产品。

3D科学谷白皮书

在金属3D打印领域降低零件成本方面,以粘结剂喷射金属3D打印技术为代表的间接金属3D打印技术,以高速、低成本获得了业界的高度


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