王軼亮

摘要：汽車作為人們出行的工具，經(jīng)歷了從出現(xiàn)到普及的過(guò)程，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人們生活水平不斷提升的社會(huì)環(huán)境下，汽車成為生活必備品，同時(shí)也是消耗品，零部件需要維修成為常事。但不管是汽車制造還是維修，不僅會(huì)花費(fèi)大量的金錢，而且還會(huì)給環(huán)境資源帶來(lái)負(fù)擔(dān)。很多汽車制造企業(yè)和維修商的出現(xiàn)，使得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加大，如何開(kāi)展高效的汽車制造和維修服務(wù)，便成為廠家需要考慮的問(wèn)題。3D打印技術(shù)憑借其優(yōu)勢(shì)，可以打印出汽車零部件，無(wú)論是外形還是性能，都與原版無(wú)異，因此可以考慮在汽車制造和維修領(lǐng)域進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);汽車制造;維修;應(yīng)用研究

13D打印技術(shù)相關(guān)信息概述

3D打印技術(shù)，因其“原材料只為生產(chǎn)所需的產(chǎn)品”理念，而又被稱為“增材制造”[1]。其操作原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)即是融合現(xiàn)代化電子信息技術(shù)將數(shù)字模型具象化，在汽車領(lǐng)域中可復(fù)制任何凡是三角狀的汽車零部件，借助信息技術(shù)對(duì)數(shù)字模型進(jìn)一步處理，將汽車各零部件的外部模型轉(zhuǎn)化為數(shù)字程式表達(dá)，而后使用汽車制造行業(yè)特殊的添加劑，再用3D打印機(jī)初步模型文件進(jìn)行制造需求的細(xì)致化加工，而經(jīng)過(guò)不斷的調(diào)整最終得到實(shí)際物質(zhì)形態(tài)的配件。同時(shí)，在當(dāng)次加工工作完成之后，還可對(duì)產(chǎn)出的固體形態(tài)進(jìn)一步加工與打磨處理。

23D打印技術(shù)在汽車制造上的應(yīng)用

2.1汽車零部件的制造

這是3D打印技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域的主要應(yīng)用，汽車的制造需要用到很多零部件，但是當(dāng)遇到工藝復(fù)雜，或體積龐大的零部件制造時(shí)，往往會(huì)花費(fèi)巨大的時(shí)間和金錢，影響汽車的研發(fā)和生產(chǎn)。而有了3D打印技術(shù)的應(yīng)用，就可以在短時(shí)間內(nèi)制造出所需的汽車零部件，可以節(jié)約生產(chǎn)周期高達(dá)40%以上，加快了汽車的研發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)程。在對(duì)金屬零部件的處理過(guò)程中，可以使用金屬激光燒結(jié)3D打印，將各類合金材料作為原材料，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，還節(jié)省了生產(chǎn)成本[1]。

2.2復(fù)雜模具的更高效、便捷的制造

汽車行業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，汽車零件并沒(méi)有總體趨向簡(jiǎn)單化，對(duì)模具的制造要求越來(lái)越高，難度不斷增加。3D打印汽車零件，若零件的外形、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，模具也只能通過(guò)拼接與鑲嵌的形式進(jìn)行制造，極大程度上難以確保其精確性以及影響模具的使用壽命，同時(shí)增加汽車生產(chǎn)的時(shí)間與復(fù)雜性。而采用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造，其SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)可直接制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，首先是降低了制造時(shí)間與綜合成本，其次是精確性提高了不止一個(gè)層次而有效提高模具的使用壽命。例如3D打印技術(shù)可利用逐層材料的堆積法加工實(shí)體模型，比如換擋制造時(shí)即可使用3D打印技術(shù)中的SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)進(jìn)行分層而整合的制造融合。

2.3實(shí)現(xiàn)輕量化零件的更有效制造

為響應(yīng)并切實(shí)落實(shí)綠色發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展理念，對(duì)汽車行業(yè)的發(fā)展提出了更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，其節(jié)能減排、輕量化操作是當(dāng)前汽車行業(yè)的核心發(fā)展內(nèi)容之一。通過(guò)降低汽車自重量，繼而降低汽車各部件零件的重量，因此企業(yè)選用或自行改造、設(shè)計(jì)輕量化的原材料進(jìn)行制造。但唯有運(yùn)用3D打印技術(shù)才能確保零件的質(zhì)量并降低其重量。例如在全尺寸的保險(xiǎn)杠制造過(guò)程中，可利用Fortus900mc生產(chǎn)型3D打印機(jī)有效加快零件的加工，新制造的零件相較于黏土，其總體質(zhì)量較輕且品質(zhì)有保障。

33D打印技術(shù)在汽車維修中的應(yīng)用

3.1解決復(fù)雜配件的加工

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁⒉豢缮俚慕煌üぞ?。由于汽車的巨大保有量造成汽車維修工作的大眾化，汽車維修企業(yè)生存的基礎(chǔ)在于能夠快速精準(zhǔn)地排除車輛故障。我國(guó)很多的消費(fèi)者出于對(duì)汽車的駕駛感、安全性能等方面的考慮，有很多用戶會(huì)選擇較為高檔的進(jìn)口車型，但是由于國(guó)內(nèi)的汽車配件限制，在進(jìn)行車輛維修時(shí)難以找到完全匹配的零件，同時(shí)進(jìn)口渠道又較為繁瑣，嚴(yán)重影響了維修效率，對(duì)汽車維修企業(yè)造成很大的困難。所以通過(guò)采用逆向三維掃描技術(shù)與3d打印技術(shù)結(jié)合的方式能夠快速準(zhǔn)確地得到其零件的模型，為用戶提供便捷的服務(wù)。

3.23D打印技術(shù)在維修工具中的應(yīng)用

汽車維修活動(dòng)中，其工具種類多種多樣，其成本較高、使用過(guò)程也繁雜。而3D打印技術(shù)的融合，同樣可快速制造出某些特殊維修需求的工具[2]。以維修工具中最基礎(chǔ)的扳手為例，首先建立其數(shù)字模型，再運(yùn)用3D打印技術(shù)中RorE系統(tǒng)進(jìn)行切片處理，使得輪轂與切片相同，而后再次運(yùn)用3D打印技術(shù)中的3DP技術(shù)明確工具的尺寸，融合原材料進(jìn)行工具的打印處理，打印完成后續(xù)處理，維修技術(shù)人員再依照扳手的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整，直到完全符合標(biāo)準(zhǔn)，一套下來(lái)其制造周期與成本大大縮減，真正意義上的實(shí)現(xiàn)了高效能。

3.3汽修工具的打印

當(dāng)前汽車的品牌型號(hào)繁多，為了滿足車輛維修的多元化需求，汽車維修服務(wù)必須要具備滿足客戶定制化要求的能力，由于不同的車型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不盡相同，在對(duì)其進(jìn)行維修的過(guò)程中會(huì)遇到工具使用不便的情況，這時(shí)可利用逆向三維掃描技術(shù)對(duì)車輛內(nèi)部進(jìn)行掃描，通過(guò)電腦讀取其操作空間，設(shè)計(jì)其專用操作工具，并通過(guò)3D打印技術(shù)快速完成工具的制作，極大地縮短維修周期[3]。

43D打印技術(shù)在汽車裝配領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1應(yīng)用前景

總裝作為汽車生產(chǎn)的重要工序，守護(hù)著汽車生產(chǎn)的質(zhì)量底線，有著眾多復(fù)雜的工藝，在裝配過(guò)程中同樣需要用到各種各樣的裝配工具。根據(jù)總裝車間的工藝需求，將裝配工具分為定位工具、輔助工具、防劃傷工具和檢測(cè)工具四大類，不同種類的工具對(duì)材料的屬性要求各不相同。這些工具雖然種類繁多，但是需求量少，生產(chǎn)成本高，制作周期長(zhǎng)。如果使用3D打印技術(shù)，能大大縮短工具的制作周期，間接地促進(jìn)汽車的裝配效率的提升。同時(shí)，提高了裝配工具的精度，使裝配工具標(biāo)準(zhǔn)化。如果需要制作相似的工具，只要通過(guò)調(diào)整參數(shù)便可進(jìn)行快速便捷的制作。在同車型不同產(chǎn)線的裝配人員進(jìn)行工藝交流時(shí)，也能更好地將新的裝配方法與裝配工具進(jìn)行推廣，有利于裝配人員業(yè)務(wù)水平的提升。

4.2推廣增材加工方法

根據(jù)實(shí)踐情況可以看到，目前汽車維修領(lǐng)域尚未真正推廣3D打印技術(shù)，主要原因是人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)不夠，尚未看到其廣闊前景。為此，國(guó)家需要進(jìn)行積極推廣，通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼等方式，推動(dòng)更多的汽車維修商采用這一技術(shù)，促進(jìn)汽車行業(yè)的節(jié)能減排。在實(shí)踐過(guò)程中，重點(diǎn)要維修企業(yè)進(jìn)行輕量化生產(chǎn)零部件，多采用輕量化的原材料，并簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程。另外，需要考慮到零部件和汽車整體之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，考慮采用增材加工的手段，讓最終生產(chǎn)出來(lái)的汽車零部件在重量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)上都能得到優(yōu)化。通過(guò)上述方式，在3D打印技術(shù)支撐下的汽車維修行業(yè)，將會(huì)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的環(huán)?；?，還能提升生產(chǎn)的效益[4]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，3D打印技術(shù)已經(jīng)被廣大汽車企業(yè)認(rèn)可，在研發(fā)與維修領(lǐng)域扮演著重要的角色，有效地解決了許多實(shí)際的問(wèn)題。同時(shí)，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，3D打印技術(shù)會(huì)在汽車行業(yè)得到更為全面的運(yùn)用，逐步應(yīng)用到汽車生產(chǎn)的四大工藝中，代替部分傳統(tǒng)的減材制造方式，從而降低投入成本，為汽車行業(yè)的發(fā)展提供助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙毓鋒.汽車維修中3D打印技術(shù)的應(yīng)用研究[J].時(shí)代汽車，2018（05）：152-153.

[2]馬忠波.基于3D打印技術(shù)在汽車制造與維修領(lǐng)域的應(yīng)用探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（06）：231-232.

[3]張超.淺談3D打印技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零部件鑄造中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（16）：242-243.

[4]劉振華，張木.論3D打印技術(shù)在汽車維修領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44（10）：73.