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        汽車維修中3D打印技術(shù)的應(yīng)用研究

        2018-07-15 06:35:53趙毓鋒
        時(shí)代汽車 2018年5期
        關(guān)鍵詞:工具領(lǐng)域汽車

        趙毓鋒

        吉林城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 吉林省白城市 137000

        中國(guó)清潔能源汽車高峰論壇中,3D打印技術(shù)是熱點(diǎn)話題之一。與傳統(tǒng)制造工藝相比,3D打印技術(shù)具有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)差錯(cuò)更改優(yōu)勢(shì)、低成本、高效優(yōu)勢(shì)。在模具開(kāi)發(fā)方面,應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠簡(jiǎn)化中間環(huán)節(jié),減少人力資源和物力資源的消耗,縮短開(kāi)發(fā)周期。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的零部件,需要45d的開(kāi)發(fā)周期,而利用3D打印技術(shù),只需要1-7d的開(kāi)發(fā)時(shí)間,在復(fù)雜零部件制造方面,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

        1 3D打印技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)分析

        3D打印技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,應(yīng)用占比如下:在消費(fèi)電子領(lǐng)域,占比為20.3%;在汽車領(lǐng)域,占比為19.5%;在醫(yī)療領(lǐng)域,占比為15.1%;在航空航天領(lǐng)域,占比為10.91%;在工業(yè)及商用機(jī)器領(lǐng)域,占比為10.8%;在科研用途領(lǐng)域,占比為7.91%;在政府/軍事領(lǐng)域,占比為6.31%;在建筑/地理信息領(lǐng)域中,占比為4%;其他領(lǐng)域5.17%。在汽車制造和維修領(lǐng)域中,應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)汽車零部件輕量化設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化零部件生產(chǎn)流程,減少生產(chǎn)成本。除此之外,還能夠優(yōu)化零部件生產(chǎn)工具,降低汽車維修成本,同時(shí)降低庫(kù)存成本。以A汽車企業(yè)為例,在2016年,該工廠每年就節(jié)省16萬(wàn)美元,使用FDM桌面3D打印機(jī)將典型的生產(chǎn)成本降低了90%以上,并減少了95%的工具開(kāi)發(fā)時(shí)間??偟膩?lái)說(shuō),在汽車維修中,應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠提高零部件制造的效率。在實(shí)際應(yīng)用中,3D打印技術(shù)不需要模具或者其他加工方法,具有低成本和高效率的優(yōu)勢(shì),在開(kāi)發(fā)周期上,能夠縮短35%-40%;成本方面能夠降低20%-25%,有效的提高了零部件生產(chǎn)的效率,降低了生產(chǎn)成本。

        2 3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域的應(yīng)用

        2.1 運(yùn)用3D打印技術(shù),定制汽車零部件

        在汽車維修工作中,面臨著系列重要問(wèn)題,其中限量版以及新版汽車零部件供應(yīng)較少。對(duì)汽車進(jìn)行維修的過(guò)程中,需要單獨(dú)開(kāi)模制造零部件,使得汽車維修的成本增加。從汽車行業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看,汽車車型不斷增加,維修店以及4S店難以配齊所有車型的零部件。部分車型面臨著下線,或者使用年限過(guò)長(zhǎng),生產(chǎn)廠商已經(jīng)不在供應(yīng)此零部件,增加了汽車維修困難。對(duì)于維修店以及4S店來(lái)說(shuō),如果使用沒(méi)有庫(kù)存或者緊缺零部件,要單獨(dú)開(kāi)模。對(duì)于上述問(wèn)題,應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠提高汽車維修工作效率,減少汽車維修成本?;?D打印技術(shù),進(jìn)行汽車零部件制造時(shí),可以通過(guò)保留零部件的生產(chǎn)參數(shù)以及模型文件,為后期維修提供便利。在汽車維修的過(guò)程中,可以直接使用3D打印技術(shù),按照前期的參數(shù)信息,快速的打印出汽車零部件,不需要重新開(kāi)模。既能夠滿足維修需求,還能夠控制汽車維修成本[1]。

        2.2 應(yīng)用3D打印技術(shù),制造汽車維修工具

        早期,汽車維修企業(yè)利用實(shí)物掃描技術(shù),進(jìn)行自主建模,也就是應(yīng)用數(shù)字化紅外線掃描技術(shù),以數(shù)字化的形式,描述事物外形信息,保存在存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。隨著維修需求的增加,為了增強(qiáng)打印的精準(zhǔn)性。在獲得掃描結(jié)果后,要預(yù)先做好細(xì)節(jié)缺失,進(jìn)行切片處理。數(shù)字化掃描包括接觸式掃描和非接觸式掃描。其中,接觸式掃描主要包括拍照式掃描以及激光三維式掃描。在維修領(lǐng)域中,拍照式掃描憑借效率高和精度高等優(yōu)勢(shì),被廣泛的應(yīng)用。值得注意的是,利用DMLS技術(shù),生產(chǎn)汽車零件,無(wú)法直接裝置,需要進(jìn)行相應(yīng)的處理,才能夠應(yīng)用。無(wú)論怎么說(shuō),在汽車維修配件制造中,3D打印技術(shù)的應(yīng)用,都有著積極的意義。

        3D打印技術(shù)的應(yīng)用,集成了信息技術(shù)和材料技術(shù)等,使得該技術(shù)的應(yīng)用水平得以提升。在汽車維修領(lǐng)域中,3D打印技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前汽車車型不斷增加,在進(jìn)行汽車維修作業(yè)中,需要使用的工具類型以及數(shù)量也不斷增加,尤其是特殊車型和零部件。使用一般維修工具,難以有效滿足汽車維修需求。應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)汽車維修工具的制造,進(jìn)而滿足特殊車型的汽車維修工作需求。在汽車維修店或者4S店,通過(guò)三維建模以及模型切片,使用相應(yīng)的3D打印設(shè)備,結(jié)合汽車維修實(shí)際需求,設(shè)定打印參數(shù),快速制造汽車維修需要的維修工具。以維修工具扳手制造為例,按照扳手三維建模-模型切片-設(shè)定打印參數(shù)-打印流程,能夠快速完成工具制造。利用三維掃描裝置,創(chuàng)建數(shù)字化模型,利用Rroe,開(kāi)展切片處理。在進(jìn)行處理的過(guò)程中,要確保切片和零部件相同。在實(shí)際工作中,應(yīng)用3D打印技術(shù),明確了作業(yè)尺寸后,使用高性能復(fù)合材料,制作相應(yīng)的產(chǎn)品。扳手打印成型后,作業(yè)人員能夠依據(jù)具體需求,來(lái)設(shè)定生產(chǎn)厚度,要將誤差控制在相應(yīng)的范圍內(nèi),即0.089-0.102mm。打印設(shè)備的攝像頭能夠選擇彩色或者單色,在保證數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性的條件下,開(kāi)展汽車維修工具打印[2]。

        3 3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢(shì)

        3.1 應(yīng)用前景

        在日常生活中,為了滿足各類消費(fèi)者的需求,汽車制造企業(yè)不斷研發(fā)更為高端或者新款車型。不過(guò)受到資金和市場(chǎng)等因素的影響,部分汽車維修企業(yè)難以配件齊全。對(duì)于少量先進(jìn)車型,因?yàn)楸S辛枯^少,開(kāi)發(fā)相關(guān)模具,需要花費(fèi)一定的資金和時(shí)間,并且難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?;诖耍黾恿似嚲S修的難度,極易丟失企業(yè)客戶。目前,按照我國(guó)私人機(jī)動(dòng)車報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn),只要經(jīng)過(guò)年檢合格后,即可繼續(xù)使用。相比汽車制造,汽車維修的市場(chǎng)前景更為廣泛。3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域的應(yīng)用,能夠幫助維修企業(yè)滿足不同的維修需求。既能夠降低維修成本,增加汽車維修企業(yè)的效益,還能夠提高作業(yè)效率。隨著3D打印技術(shù)的日趨成熟,其在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用,將會(huì)更加廣泛。3D打印技術(shù)體現(xiàn)了個(gè)體化,是制造業(yè)廣泛使用的生產(chǎn)方式。不同于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,即在某個(gè)地方生產(chǎn)產(chǎn)品,接著運(yùn)往世界各地。基于3D打印技術(shù)的生產(chǎn)模式,可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng),發(fā)送設(shè)計(jì)圖,在需求所在地,進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn),具有個(gè)性化和小型化的優(yōu)勢(shì)。依據(jù)3D打印技術(shù),定制零部件,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)被不同時(shí)間以及空間細(xì)分,具有社會(huì)化特征,增強(qiáng)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)的聯(lián)系性。未來(lái),制造一樣產(chǎn)品的難度不高,難的是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。依托3D打印技術(shù),能夠提高生產(chǎn)制造的水平,滿足不同的產(chǎn)品需求[3]。

        3.2 3D打印技術(shù)的應(yīng)用建議

        在汽車維修中,應(yīng)用3D打印技術(shù),能夠獲得不錯(cuò)的效果,降低維修成本,增加汽車維修的效益。目前,3D打印技術(shù)的應(yīng)用,為制造產(chǎn)業(yè)提供了新技術(shù)的支撐。不過(guò)從實(shí)際情況來(lái)說(shuō),3D打印技術(shù)的應(yīng)用,也存在著不足,比如打印設(shè)備體積大?;诖耍瑸榱送茝V3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域的廣泛利用,還需要加大技術(shù)研究和推廣力度。從以下方面入手:

        (1)合理選擇3D打印技術(shù)。在汽車維修中,對(duì)于維修技術(shù)的選擇,要結(jié)合維修實(shí)際情況,來(lái)選擇相應(yīng)的3D打印技術(shù)。在具體應(yīng)用的過(guò)程中,要嚴(yán)格按照技術(shù)操作要點(diǎn)執(zhí)行,保證產(chǎn)品制造的質(zhì)量。雖然3D打印技術(shù)的應(yīng)用,有著系列優(yōu)勢(shì),不過(guò)若想保證技術(shù)應(yīng)用的效果,還需要做好技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)的把控,進(jìn)而保證生產(chǎn)的產(chǎn)品,能夠滿足汽車維修實(shí)際需求[4]。

        (2)推廣增材加工方法。在汽車維修領(lǐng)域,3D打印技術(shù)的應(yīng)用不夠廣泛,主要是人們對(duì)于3D打印技術(shù)應(yīng)用的意義認(rèn)識(shí)不足。汽車制造和維修企業(yè)積極相應(yīng)國(guó)家政策,推廣節(jié)能減排技術(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中,汽車輕量化是重要措施。降低汽車重量,需要從降低零部件重量入手。多采取使用輕量化材料、簡(jiǎn)化汽車零部件結(jié)構(gòu)等方式。不過(guò)除了考慮零部件重量外,還需要考慮到零部件生產(chǎn)問(wèn)題。基于此,使得生產(chǎn)出來(lái)的零部件,會(huì)含有和功能沒(méi)有關(guān)系的部分,使得汽車質(zhì)量增加,無(wú)法實(shí)現(xiàn)輕量化制造。而3D打印技術(shù)的應(yīng)用,基于生產(chǎn)需求產(chǎn)品理念,采取增材加工方式,照比傳統(tǒng)的減材方式,更能夠節(jié)約原材料,使得生產(chǎn)的汽車零部件,在重量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面,得以全面優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了重量方面的精簡(jiǎn)?;诖?,推廣3D打印技術(shù),積極應(yīng)用增材加工方法,能夠提高汽車制造和維修的效益[5]。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,在汽車維修中,應(yīng)用3D打印技術(shù),進(jìn)行汽車零部件和維修工具的生產(chǎn)制造,能夠提高生產(chǎn)的效率,保證產(chǎn)品的質(zhì)量。從應(yīng)用優(yōu)勢(shì)角度來(lái)說(shuō),3D打印技術(shù)的應(yīng)用,能夠幫助企業(yè)維修企業(yè)獲得更高的效益。基于此,具有極大的推廣應(yīng)用意義。

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