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汽车制造业“3D时代”的序幕:从概念到量产的蝶变

国际金属加工网 2024年07月10日

汽车领域,创新的策略与卓越的功能是在竞争中脱颖而出的关键,在开发方式、材料及设计层面的更新迭代是这场竞争中的核心要素。丰田的定制化与开发部门始终致力引入并测试全新的创新。

TCD Asia(丰田定制与开发)为各类丰田车型制造车辆配件,当下已推出一款运用 3D 打印构件及前沿材质的新型高性能 SUV 概念车。此类进步乃是借助与日本三井化学和 ARRK 公司的协作得以达成。现在让我们更为详尽地探究一下丰田 Hyper-F 概念车的究竟。

超-F概念车源自丰田 Fortuner,且由 TCD Asia 予以开发。凭借其在赛车领域的丰富经验,TCD Asia 精心设计出这款新颖的 SUV 概念车,致力于供给卓越的性能和别具一格的用户体验。和传统的双座车型存在差异,此款车型装配有四张运动座椅。另外,该车型还运用了3D打印组件和创新材料,更进一步增强了性能。  

*新丰田 Hyper-F 概念车的部分部件通过颗粒打印技术制造(来源: DEKRA Industrial) 

TCD Asia凭借三井化学公司提供的3D打印技术,运用塑料颗粒低成本地制造零件。此举缩减了开发时长以及投资成本。并且,据称 3D 打印部件尤为稳固,同时还能够打印出大尺寸的部件。在丰田 Hyper-F 概念车中,3D 打印部件因而装点了发动机罩通风管的面板。

但这并非这款 SUV 概念车唯一的新特点!其前保险杠采用了一种由三井化学制造的碳纤维增强的单向聚丙烯树脂板材——Tafnex。该材料轻量、坚固、可塑形,并具有大理石纹理。  

除了汽车行业,Tafnex还有广泛的应用,包括无人机等领域。在丰田Hyper-F概念车上的使用,可以降低整车重量,从而提高了性能。  

这种创新及材料的应用, 充分展示了3D打印技术在提高汽车性能和降低成本方面的优势。通过巧妙利用先进的3D打印技术和新型复合材料,Hyper-F概念车无疑在外观和性能上都有突出表现。  

除此之外,其他3D打印企业也在积极探索该技术在汽车制造中的各种可能性。  

新赛车X0711-1  

斯图加特大学的赛车团队 Rennteam 于 2024 年 5月 17 日发布了其为“大学生方程式赛车”新赛季(2024/25)打造的新款电动赛车。远铸智能宣布将在2024赛季继续支持Rennteam,以提升他们的技术竞争力。  

远铸智能3D打印技术为赛车定制的解决方案提供了设计灵活性自由度,按需、低成本、快速地打印部件,同时在轻量化、复杂结构成型以及性能提升上提供有效助力。  

电动赛车的电池系统对性能有着极高的要求,包括能量密度以及安全性能等。为了满足这些严苛的要求,Rennteam 团队精心设计了电池系统零部件,其中名为 Air Geo 的部件位于汽车后部的蓄电池内部。Rennteam 选择使用 FUNMAT PRO 610HT 3D 打印机和 PEI 1010 材料来制造 Air Geo。PEI 1010 具有高耐热性、耐化学性和抗拉强度,可以完美地实现设计功能,确保电池系统的安全性和可靠性。  

2024赛季的Air Geo零件


MD ELEKTORNIK为汽车制造商提供高性能数据传输电缆,通过使用Nexa3D打印机和 Ultracur3D® RG 3280树脂材料,快速制造注塑成型模具,为顾客和工程实验室提供早期样品。  

其中,由巴斯夫Forward AM提供的Ultracur3D® RG 3280材料在Nexa3D打印机405纳米波长上具有出色的打印性能和高成像精度,将其用于3D打印,可在两小时内生产出8个模具部件。该材料制作的模具具有高强度、刚度、热稳定性和耐压性。运用这种模具,在90分钟内可以生产超过60个零件,且模具嵌件磨损极小。随着开发速度的加快,MD ELEKTRONIK 能够利用这种材料降低技术风险,使这项技术成为他们快速成型产品组合中的标准。  

MD ELEKTRONIK利用这种创新材料和增材制造技术,能够快速生产所需的注塑成型件,实现快速原型制造过程,整个过程仅需三到四天,减少了模具迭代次数,加快新品上市。同时,他们还通过这一新工艺流程节省了超过5000欧元的成本。  

来自Stewart-Haas Racing和其他纳斯卡福特车队的空气动力学工程团队需要一种方法来测试数百种不同的车身面板形状,以确定新的2024纳斯卡福特Mustang Dark Horse®的最佳空气动力学形状。  

CFD(计算流体动力学)分析师在CAD软件中设计多个车身面板形状概念,并将CFD表面模型转换为可3D打印的实体CAD模型,发送到Stewart-Haas Racing内部后,3D打印技术人员在3D Systems的3D Sprints软件中定位CAD模型,以确定它们需要打印的方式。生成的文件可以发送到SLA机器,以便快速,准确地打印所需材料的部件。3D Systems提供了许多不同的材料,其中一些是专门为风洞测试打印部件而开发的。这导致零件表面光滑,这对风洞测试至关重要。  

3D Systems的SLA机器的可靠性是打印这么多零件的关键。通常这些部件都是及时打印出来,以便在风洞中进行测试,因此SLA机器的可靠性非常重要。3D Systems SLA机器是可以24/7全天候打印零件的主力机器,只需要最少的维护。  

可以看出, 3D打印技术正在深度融入汽车制造全流程,正从电池系统到车身结构零部件,赋能汽车技术创新,推动行业的数字化转型与智能制造。从概念车到赛车,从模具制造到风洞测试,3D打印技术提供了设计灵活性、快速迭代、轻量化等多方位解决方案,大幅提升了整车的性能和制造效率。  

未来,随着材料、设备和工艺的持续进步,3D打印必将在未来汽车制造中扮演愈加重要的角色,助力车企实现更精准、更高效的产品开发和制造。  

TCT Asia 2025   

时间与地点  

3月17日 09:00 - 17:30   

3月18日 09:00 - 17:30   

3月19日 09:00 - 15:00  

国家会展中心(上海)7.1&8.1馆  

【关于TCT亚洲视角】   TCT视角聚焦全球增材制造市场,洞察增材制造的商业价值,与我们探索更多增材制造带来的无限可能。   

(TCT亚洲视角)

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