從460到3,100平方米，看大眾集團(tuán)新的3D打印中心有哪些作用？

眾汽車在Autostadt開(kāi)設(shè)了一個(gè)全新的高度現(xiàn)代的3D打印中心。這使得Autostadt成為大眾集團(tuán)金屬3D打印的中心。新的起點(diǎn)，這個(gè)3D打印中心目前在大眾集團(tuán)都發(fā)揮了哪些作用呢？

為批量生產(chǎn)積攢know how

大眾汽車模具制造的3D打印
將設(shè)施從460平方米擴(kuò)展到3,100平方米，對(duì)于大眾集團(tuán)來(lái)說(shuō)不僅僅是新的3D打印工作空間，對(duì)于模具制造商和開(kāi)發(fā)商，設(shè)計(jì)師和研究人員來(lái)說(shuō)，他們可以通過(guò)更加敏捷的方式在跨學(xué)科環(huán)境中協(xié)同工作。由于3D打印設(shè)備的模塊化，可擴(kuò)展設(shè)計(jì)理念，這些可以消除工作過(guò)程中的許多手動(dòng)步驟。一方面，自動(dòng)化流程將使大眾汽車模具制造能夠使其生產(chǎn)流程更加高效和經(jīng)濟(jì)高效。另一方面，3D打印過(guò)程還將允許大眾更快速地生產(chǎn)更多數(shù)量和不同設(shè)計(jì)的零件。

圖：在3D打印中心的開(kāi)幕典禮上，大眾集團(tuán)展示了一種稱為binder jetting的金屬3D打印生產(chǎn)工藝，為速度，靈活性和自動(dòng)化設(shè)立了新的標(biāo)準(zhǔn)。這臺(tái)設(shè)備是由3D打印設(shè)備制造商HP和組件制造商GKN合作開(kāi)發(fā)的。

目前，Autostadt的模具制造部門仍在研究和制造原型和模具。但模具制造專家也在致力于輕量化零件的3D打印的研究，計(jì)劃還要求將3D打印技術(shù)用于現(xiàn)場(chǎng)的批量生產(chǎn)。

賽車的3D打印部件
在開(kāi)發(fā) I.D. R Pikes Peak 電動(dòng)賽車時(shí)，大眾工程師通過(guò)3D打印生產(chǎn)了大量零件。

3D打印將在汽車制造發(fā)揮關(guān)鍵作用，這已經(jīng)可以在賽車 I.D. R Pikes Peak 電動(dòng)車的開(kāi)發(fā)過(guò)程中看到。在開(kāi)發(fā)工作的風(fēng)洞測(cè)試過(guò)程中，大眾汽車的工程師開(kāi)發(fā)了一些原來(lái)由各種單獨(dú)零件組裝而成的結(jié)構(gòu)一體化零件，這些零件由3D打印制造技術(shù)一次性完成。這些部件可用于試駕，甚至用于成品賽車。

用于月球車的3D打印車輪
但大眾并不是集團(tuán)中唯一使用金屬3D打印的品牌。位于Ingolstadt的3D打印中心的奧迪團(tuán)隊(duì)也在研究如何進(jìn)一步推動(dòng)其品牌和技術(shù)發(fā)展。備件生產(chǎn)在該3D打印中心也起著重要作用。備件并不需要與原裝一樣的替換零件，例如W12發(fā)動(dòng)機(jī)的水連接管，在3D打印中心通過(guò)使用選區(qū)激光熔融等工藝生產(chǎn)出新的連接管。而奧迪月球車采用了很多3D打印技術(shù)，例如，它的車輪就是由位于這個(gè)中心的金屬3D打印設(shè)備生產(chǎn)的鋁合金材料制成的。

老式跑車的3D打印備件

圖：保時(shí)捷使用3D打印技術(shù)為經(jīng)典車型制造單個(gè)零件，例如保時(shí)捷959。

保時(shí)捷品牌在使用3D打印機(jī)生產(chǎn)小批量的零部件，3D打印技術(shù)制造的所有零件都必須滿足機(jī)械性能和表面質(zhì)量要求，才能最大程度地保證保時(shí)捷高端車的需要。一個(gè)例子是保時(shí)捷959中的離合器釋放桿，原來(lái)的零件已經(jīng)受損無(wú)法再用。這種灰鑄鐵部件必須滿足非常高的質(zhì)量要求，并且由于超級(jí)跑車本身的生產(chǎn)數(shù)量較少而難以找到現(xiàn)成的替換件，3D打印使得單個(gè)零件的生產(chǎn)變得快速、經(jīng)濟(jì)。

世界上第一款用于超級(jí)跑車的3D制動(dòng)鉗
布加迪是大眾汽車集團(tuán)的另一個(gè)成員，它開(kāi)發(fā)出世界上第一款采用增材制造的制動(dòng)鉗，全新的3D打印制動(dòng)鉗是為高檔運(yùn)動(dòng)車布加迪凱龍（Bugatti Chiron）而生產(chǎn)的，每個(gè)前卡鉗上有8個(gè)鈦制活塞，每個(gè)后部裝置上有6個(gè)鈦活塞，制動(dòng)鉗的設(shè)計(jì)采用仿生力學(xué)原理，新的設(shè)計(jì)將重量?jī)?yōu)化到最小同時(shí)具備最大的剛度。

與之前安裝在布加迪凱龍龍等汽車中的鋁制部件相比，3D打印的鈦制制動(dòng)鉗可以節(jié)省相當(dāng)大的重量并且更加堅(jiān)固耐用。之前想采用鈦合金材料來(lái)制造這樣的制動(dòng)鉗難度是非常大的，由于鈦材料的強(qiáng)度非常高，想像鑄造或鍛造鋁的常規(guī)方法那樣獲得這樣的零件技術(shù)難度很大。而3D打印打開(kāi)了生產(chǎn)更加復(fù)雜的零件和難加工材料的可行性。

大眾汽車集團(tuán)計(jì)劃在未來(lái)繼續(xù)深入研究3D打印技術(shù)的應(yīng)用，目標(biāo)是在批量生產(chǎn)中推廣3D打印技術(shù)。

來(lái)源：3D科學(xué)谷