3D列印造車真的來了 福特想第一個嘗試這種新工具

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不久的將來,福特汽車公司製造的賽車上,擋泥板(fenders)、進氣歧管(intake manifolds)以及擾流板(spoilers) 都將由塑料完全3D列印而成。

福特汽車公司昨日宣佈,作為第一家使用Stratasys Infinite Build 3D列印機的汽車製造商,正在探索如何利用3D技術列印大型一體式汽車零部件,如汽車阻流板,並將其用於原型車製作和未來車輛製造。

Stratasys Infinite Build系統能夠列印幾乎任何形狀或長度的汽車零部件,以更經濟有效的方式生產需求量較小的模具、原型車零件或元件,例如福特效能車型或個性定製的汽車零件等。該系統有可能成為汽車製造業的突破性技術。

福特積層製造研究技術負責人Ellen Lee表示:“藉助Infinite Build技術,我們現在可以列印大型模具、卡具和零部件,從而使我們在設計迭代中能夠更加靈活地應變。我們很高興能率先將Stratasys的新技術投入使用,這有助於我們推動這種適用於汽車應用和需求的大規模列印技術發展。”

全新的3D列印系統現位於福特汽車在美國密歇根州迪爾伯恩市的研究與創新中心。

相比鑄造金屬,3D列印出來的零部件重量變輕,成本降低。更輕量的車身意味著更優的燃油經濟性表現,更低廉的製造成本對應著更實惠的購車價格。雖然這種技術距離大規模量產的乘用車還有一些時日,但福特頗為自豪地宣佈,自己是行業內第一家使用Startasys 旗下的Infinite Build 3D列印機來試驗製造量產車零部件的企業。

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類似一間房屋般大小的列印機坐落在福特位於密歇根州的迪爾伯恩(Dearborn)研發創新中心內。美國汽車製造商設想將列印機用在低產量的車型之上,而賽事項目用車就是很好的選項。

“藉助Infinite Build技術,我們可以列印大型的工具、固定裝置以及元件,這些能讓我們在設計的迭代中更加靈活、自如,”福特增材製造(additive manufacturing)研發技術領袖Ellen Lee在一份聲明中說。“我們非常興奮,能夠在早期接觸到Stratasys的新技術,它幫助指導了我們大規模列印汽車應用和需求的研發。”

Infinite Build 3D列印機的運作方式是,計算機輔助設計程式將零件規格傳送至列印機的計算機進行分析設計。然後,裝置開始列印工作,一次列印一層材料(在這種情況下為塑料),然後逐漸將這些材料逐層堆疊為成品3D物體。

當系統檢測到原材料或供應材料罐用完時,機器臂將會自動用滿罐進行替換。這使列印機在無人值守的情況下可以連續工作數小時或數天。

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福特汽車與3D列印機的淵源已有數十年之久,該汽車製造商聲稱,曾於1988年購入了世界上第三臺3D列印機。

起初,福特使用3D列印機製造原型車的按鈕、開關和把手,現在,這些列印機開始被用以製造賽車的零部件。其中比較著名的零部件,包括贏得2015年戴託納(Daytona)24小時賽冠軍的Chip Ganassi原型賽車的進氣歧管。

未來,福特還將使用這些裝置,製造全新量產車型的小比例模型,這樣人類工程學者就可以在打造車型的一些特定部位時,真正做到“袖手旁觀”了。

隨著3D列印的效率提高及費用降低,許多公司正在將這種新興技術應用於航空航天、教育及醫療等各個領域的相關應用生產環節。根據Global Industry Analysts Inc.的資料,最近一段時期的技術進步、新興應用領域和政府支援推動了3D列印得到更廣泛的應用。到2020年,全球3D列印市場的市值預計將達到96億美元。

未來3D列印可以為汽車生產帶來巨大益處,其中包括生產重量更輕的零件,這可能有助於提高燃油效率。舉例來說,3D列印的阻流板的重量可能還不到金屬鑄造的阻流板的一半。

此外,在生產需求量較小的零部件時,3D列印技術具有更好的成本效益,例如原型車和賽車專用零件。福特還可以利用該技術為客戶列印更大尺寸的模具、卡具以及個性定製的零部件。

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儘管3D列印技術的速度相對大批量生產製造來說還不夠快,但是它對於小規模零件生產是一種更具成本效益的方式,如原型車和賽車專用零件。不僅如此,在不受大規模生產過程的種種限制時,零部件的設計和製作過程更為高效。

如果使用傳統方法,工程師將首先建立零件的計算機模型,等待數月之後原型模具才能生產出來。有了3D列印技術,福特僅需幾天時間就可將同樣的零部件列印出來,成本大大降低。例如,幾天內——而不是原先的幾個月——就能夠以較低成本生產出新進氣歧管的原型件。

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