宝马3D打印金属和塑料零件

国际金属加工网 2020年12月18日

大约十年前,随着第一批消费者友好型打印机进入市场,有人预测说3D打印将很快在家庭中像上一代喷墨打印机一样普及。随着设计学校和公司拥有的原型制作室中存在一段时间的3D打印在过去的一段时间内随着时间的推移而发展,但并没有像所预测的那样普遍地成为家庭用品,这些预测在过去十年中有所缩减。毕竟,一个家庭只需要这么多的塑料汤匙和衣架。但这确实成为了计算机艺术家和家庭企业等制造要订购的物品的重要工具。

3D打印活塞

3D打印能否成为汽车制造商的替代传统铸造金属零和模塑塑料零件的工具?

与简单的“是”或“否”相比,目前的答案有些微妙。包括宝马集团在内的数家汽车制造商已经将3D打印用于按订单生产的小批量生产。对于宝马集团来说,这些技术包括激光束熔化其顶级豪华品牌的小型金属部件。

该汽车制造商说:“自今年年中以来,宝马集团一直在为劳斯莱斯汽车增材制造金属和聚合物零件。” “它们是在流程链中的各个点以及全球生产网络中的不同地点制造的。”

宝马在慕尼黑附近集中了其3D打印资源和专业知识,其工厂配备了数十台机器,可以用不同的材料生产零件。

宝马补充说:“相关部件用于车身和乘客舱,功能强大且坚固。” “它们的制造工艺是由宝马集团在其自己的增材制造园区开发并准备用于汽车生产的,该工厂还通过多喷射熔合和选择性激光烧结生产聚合物零件。”

BMW正在描述的3D打印金属零件的类型,选择性激光束熔化(LBM)或选择性激光烧结,涉及一种基于层的熔化粉末的过程,然后在施加更多层粉末之前,通过激光束对其进行熔化。每次通过后都会降低基础平台。在过去的十年中,这项技术已经取得了进步,但是到目前为止,它的价格仍然超出了业余爱好者的承受能力。但是,为了制造用于小批量汽车的定制零件,像劳斯莱斯这样的汽车制造商可以将其用于放弃传统的金属铸造工艺,该工艺仍然既费时又昂贵。

在一个问题BMW并没有详细阐明,但可以肯定暗示,是在部分它的成本效益要使用激光束熔炼技术与传统的金属铸造或冲压的音量。在劳斯莱斯的在这种情况下,汽车制造商每年只能生产数千辆汽车,而体积却小到足以使激光束熔化,而并非所有汽车都需要宝马集团打算通过3D打印生产的零件。

就劳斯莱斯而言,这家汽车制造商制造特殊零件所花费的时间非常接近无钱标准。工匠花费数周的时间为室内装饰制作小块木板。激光束熔化仍然是一个耗时的过程,并且自动化程度不如许多人期望的那样,即使零件可以分批生产,也需要大量的专家关注。因此,由于时间充裕并且不需要成千上万个相同的零件,古德伍德工厂可以转向激光束熔化来生产金属部件。

宝马指出:“以前几乎不可能实现的零件是通过生成设计进行工程设计的,该设计使用计算机算法进行快速零件开发。” “专家和计算机共同创建了可以在生产中最大程度地利用材料的零件。由于生成设计的原因,许多潜在的应用才有可能实现,而3D打印技术特别适合于创建其复杂的形式和结构,以前用传统工具无法生产。”

显而易见的是,3D打印无疑在原型设计方面产生了革命性的变化,并创建了雕刻元素,然后可以将其用于制造更传统的塑料成型技术的模具。对于汽车制造商而言,3D打印仍然可以节省大量的原型时间。但是,对于真正用于汽车的零件,也许会在一段时间内仅限于小批量生产,从而节省了金属铸造的费用,但肯定不会被用于制造成千上万的复杂零件。

金属零件的3D打印显示出有望用于小批量汽车制造,但对于批量生产而言,这还不是一种经济高效的技术。

自今年6月以来,宝马就已经在慕尼黑以外的地方建立了增材制造园区。该校园有80名员工,并在那里提供培训。这家汽车制造商的原型零件生产现在位于该园区,拥有50个金属和聚合物加工系统,该公司在全球其他地方还有50个。

对于汽车制造商和3D打印而言,最紧迫的问题可能是金属印刷技术是否有一天会像塑料3D打印一样普遍,消费级打印机现在的成本仅为数百美元,而且每年都在便宜。3D金属印刷技术可能无法为老爷车制造冲压车身板,但它们可用于复制不再可用的零件,并成为修复车间的常见现象。那是值得期待的3D打印革命。


(白令三维)

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