鄭宏達(dá)

摘 要 本文總結(jié)分析了3D打印操作機(jī)理及其技術(shù)規(guī)程，系統(tǒng)剖析了3D型打印技術(shù)對(duì)汽車(chē)裝備結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)想、外觀形態(tài)設(shè)計(jì)、內(nèi)部裝飾設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)程序所產(chǎn)生的影響，提出3D打印定型技術(shù)與汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著緊密的關(guān)聯(lián)性，此3D打印定型技術(shù)可使消費(fèi)客戶有機(jī)會(huì)全身心的融入到汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)流程當(dāng)中，推進(jìn)“設(shè)計(jì)匯聚”模式的構(gòu)建，筆者還探討了3D打印成型技術(shù)可促進(jìn)汽車(chē)工程領(lǐng)域的綠色發(fā)展，其對(duì)汽車(chē)工程新工藝是進(jìn)行深入探索及完善的有效方式。

關(guān)鍵詞 3D打印技術(shù) 汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 促進(jìn)作用 技術(shù)分析

中圖分類(lèi)號(hào)：U462.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

激光3D打印定型技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)；新型綠色能源被一并稱為“第3次工業(yè)變革”的3項(xiàng)宗旨內(nèi)容，被視為是繼蒸汽機(jī)發(fā)明及電氣工業(yè)時(shí)代以后的人類(lèi)科技第3次里程碑式的變革，其必將在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)行業(yè)中引發(fā)出新一輪工程設(shè)計(jì)、裝備制造、新型材料甚至生命物種上的深刻變革，使人類(lèi)沖破眼前世界和虛擬空間的隔閡，擺脫和跨越技術(shù)領(lǐng)域和藝術(shù)領(lǐng)域之間的固有邊界，催生出覆蓋于全球空間的革新洪流，故其具備里程碑式的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。二零一零年開(kāi)始，西方的德國(guó)把3D打印定型技術(shù)成功運(yùn)用到汽車(chē)馬達(dá)等典型汽車(chē)元器件的制造過(guò)程當(dāng)中；二零一四年，IMTS世界性制造業(yè)技術(shù)博覽會(huì)當(dāng)中，美國(guó)推出了當(dāng)今時(shí)代首輛3D打印型的電動(dòng)式汽車(chē)模型“Strati”；之后我們國(guó)家又把3D打印定型技術(shù)的廣泛運(yùn)用確定為推進(jìn)汽車(chē)工程領(lǐng)域發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略，頒布實(shí)施了一整套推進(jìn)3D打印定型技術(shù)在汽車(chē)工程領(lǐng)域研發(fā)及拓展的計(jì)劃。

1國(guó)際3D打印定型技術(shù)現(xiàn)狀

3D打印定型技術(shù)是屬于一款快捷定型影像技術(shù)，又可稱其為添材制作，其是一種讓各類(lèi)形態(tài)的三維空間立體物件依托數(shù)字式模型獲取快捷定型的過(guò)程。3D激光打印定型過(guò)程是依托電腦配合設(shè)計(jì)，把某類(lèi)特異的加工模式實(shí)施連續(xù)化的數(shù)字型切片并進(jìn)行編輯，進(jìn)而產(chǎn)生一種數(shù)字式的模型結(jié)構(gòu)，爾后依照所編制模型圖的結(jié)構(gòu)尺寸用某種特質(zhì)的化學(xué)外加劑作為粘附材料，利用專屬的定型器械即打印裝備，再利用液型、粉末型、絲網(wǎng)型等的固態(tài)金屬粉末或和易性強(qiáng)、成形性高的一些物質(zhì)展開(kāi)分層式加工、疊合定型，由此促使原料把此種薄狀層面按層進(jìn)行培融增添，進(jìn)而最后“打印”出形象而逼真的三維空間物體形態(tài)。在工程裝備制作領(lǐng)域這一過(guò)程亦被稱之為快捷定型工藝過(guò)程，其3D型激光打印裝備亦被稱作快捷式定型機(jī)。

1.1 3D激光打印操作機(jī)理

3D激光打印的操作機(jī)理和普通的噴墨打印操作機(jī)理大體一致，僅是3D激光打印選取金屬材料、陶瓷材料、塑料材料、砂性物料等多類(lèi)物質(zhì)，依托“分層塑造、按層疊合”的機(jī)理，把它進(jìn)行逐層疊合，將電腦中的三維空間立體圖像打印定型出空間型的三維實(shí)體形態(tài)及結(jié)構(gòu)。

1.2 3D激光打印定型技術(shù)操作機(jī)理

1.2.1光敏型樹(shù)脂對(duì)應(yīng)性固化流程

光敏型樹(shù)脂對(duì)應(yīng)性固化流程，（或稱SLA），其完整運(yùn)用了立體型雕刻的操作機(jī)理對(duì)空間立體式器件實(shí)施光固化定型操作過(guò)程，其是最先開(kāi)發(fā)且應(yīng)用最為普遍的一種快捷定型操作工藝。它的操作機(jī)理是：把液態(tài)型光敏類(lèi)樹(shù)脂材料置入加工定型模具當(dāng)中，且維持操作臺(tái)和液面間相交錯(cuò)成一個(gè)截面層的高位差，爾后此聚焦的激光遵從電腦中既定的操作程序?qū)饷粜蜆?shù)脂表觀層實(shí)施掃描、液態(tài)固化過(guò)程，且使此種過(guò)程重復(fù)實(shí)施，即能夠構(gòu)建出最后的固態(tài)形體部件。

1.2.2粉末型材料對(duì)應(yīng)性燒結(jié)流程

粉末型材料對(duì)應(yīng)性燒結(jié)流程（或稱SLS），其是運(yùn)用激光器具對(duì)外加粘結(jié)劑及塑料材料的摻混型粉末實(shí)施燒結(jié)過(guò)程，并產(chǎn)生離散點(diǎn)，爾后再按層重疊，進(jìn)而構(gòu)建出三維型實(shí)體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。它的操作機(jī)理是：開(kāi)始操作之前，必須先把操作臺(tái)體的溫度升高到粉末料的熔化點(diǎn)溫度值，爾后把粉末型材料按層遵從橫截面的表體輪廓實(shí)施激光燒結(jié)過(guò)程，讓固態(tài)粉末材料發(fā)生熔化之后再產(chǎn)生凝結(jié)過(guò)程，進(jìn)而打造出所設(shè)定的汽車(chē)部件，燒結(jié)操作結(jié)束之后尚需進(jìn)行數(shù)個(gè)小時(shí)的冷卻降溫處理過(guò)程。

2 3 D激光打印技術(shù)對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的促進(jìn)功能

2.1 3D激光打印技術(shù)對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思維的影響

以往的汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是依托于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的條件下，其代表著汽車(chē)產(chǎn)品客戶的差別性及個(gè)異化目標(biāo)基本上得不到應(yīng)有的滿足。在汽車(chē)工程行業(yè)，私人預(yù)定、個(gè)性化設(shè)計(jì)及專屬版等名詞是屬于奢侈性消費(fèi)領(lǐng)域的貴族業(yè)戶群體的，高額的汽車(chē)制造成本讓廣大民眾無(wú)法感受到標(biāo)新立異式的駕駛體驗(yàn)。3D激光打印技術(shù)的出現(xiàn)，改變了這一傳統(tǒng)的既定思維模式，消費(fèi)者可根據(jù)自身?xiàng)l件、動(dòng)作習(xí)慣，甚至不同的產(chǎn)品使用情景對(duì)汽車(chē)外觀造型、內(nèi)飾格局等方面自行設(shè)計(jì)與改變，為自己量身訂做一款真正獨(dú)一無(wú)二的汽車(chē)。

2.2 3D打印技術(shù)對(duì)汽車(chē)造型設(shè)計(jì)的影響

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，人們?cè)谂ψ非蠊δ芘c形式、技術(shù)與藝術(shù)之間統(tǒng)一，希望保持功能價(jià)值的同時(shí)，創(chuàng)造出更多的美學(xué)價(jià)值。二零一五年三月日內(nèi)瓦車(chē)展上，德國(guó)獨(dú)立汽車(chē)設(shè)計(jì)公司EDAG展出了概念車(chē)LightCocoon，突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，摒棄了傳統(tǒng)汽車(chē)的多種材料和零部件組合拼接的工藝手段，整個(gè)車(chē)身渾然一體，極具完整統(tǒng)一性和視覺(jué)沖擊。

3結(jié)語(yǔ)

3D打印技術(shù)作為數(shù)字信息化時(shí)代重要的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明，必將顛覆汽車(chē)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)模式，除了在設(shè)計(jì)理念、造型設(shè)計(jì)、內(nèi)飾設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)流程等方面對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響，還會(huì)讓消費(fèi)者有機(jī)會(huì)參與到汽車(chē)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，促進(jìn)“設(shè)計(jì)眾包”模式的興起。同時(shí)，3D打印對(duì)材料應(yīng)用的巨大潛力使它不但能節(jié)約材料和能源的使用數(shù)量，還可以利用可回收，可重復(fù)利用的環(huán)保型材料進(jìn)行改良，再創(chuàng)造、進(jìn)而推進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的綠色環(huán)保。

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