用3D打印技术制造汽车铜部件

国际金属加工网 2020年02月17日

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美国马萨诸塞州一家公司提出一种零部件制造新方法——成功地用3D打印机制造出了铜部件,称可以降低汽车生产和供应成本,同时提高电动车马达的效率。

根据Markforged创始人兼CEO格雷格•马克(Greg Mark)的解释,金属的高导热性使得这种材质的零件很难用传统的激光打印设备制造出来。

在汽车里,铜被用于从焊接头到散热器等大部分部件上,Markforged则利用其Metal X系统找到了一种可以打印纯铜工业部件的方法。

一个简单的解释是,因为铜对光的反射非常好,它基本上也反射掉了塑造部件所需的大量能量。马克通过改变铜粉的配置和加热方式避免了这个问题。

“我们不是把它作为一层来铺开,然后用激光选择性地熔化它,而是把它包在塑料里,然后像一个小胶枪一样把它射出来,再一层一层地组装。”马克解释道。

他接着说:“当我们这样做时,我们就形成了零件的形状。我们只是在熔化塑料,而不是铜。最后,我们把铜放到炉子里,所有的塑料碎片和铜碎片则一起扔掉。”

马克指出,大多数大型车企可能会储备高达100万美元的备用零件,而3D打印提供了制造更小型、更复杂、高耐受性的部件的能力,从经济上消除了他们大量储存或从外部供应商购买和运输产品的需要。

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(用Markforged 3D打印机制作的铜焊接柄)

汽车制造商在提高质量的同时省钱的一个例子是,在内部用3D打印的方式做出铜焊接柄,并用于点焊车身部件。

一家制造商透露,他们已经使用这家公司3D打印的铜部件进行了数千次试焊,称其零件交货时间缩短了12倍,零件成本降低了6倍。

另一方面,按照马克的说法,电动车也可以受益于3D打印的铜零件,因为这一过程可以改善马达的性能。

“马达面临着同样的问题。你想通过铜获得大量的能量但又要确保它们没有过热。”马克说,“所以,如果能打印出有复杂几何图形的内部冷却通道,你就能得到更高的能量密度、更高效率的电动机。”

值得一提的是,Markforged并不给车企提供零件。它出售完整的3D打印系统,包括打印机、清洗装置和电炉,而根据炉子的大小,系统的价格从12.5万美元到16万美元不等。

该公司表示,它已经向“全球价值最高的10家汽车制造商中的9家”出售了“数百台”3D打印机。

(Ed Garsten)

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