3D打印技术推动汽车制造变革 六大技术全解析

    亚洲工业网讯 据外媒报道，未来3D打印技术将在汽车等各行业中发挥极为重要的作用，未来的制造工厂将会由许多工业级3D打印设备组成。随着各类3D打印技术的不断发展，未来汽车制造将随之发生重大变革。

    3D打印技术在汽车业的应用及前景展望

    尽管3D打印技术在汽车行业内的应用尚处于相对初级的阶段，但该技术的应用已在汽车行业掀起一轮新的制造技术革新。2014年，美国洛克汽车公司（Local Motors）利用其打印设备，以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）及碳纤维混合物（配比：80/20）为材料，打造了全球首辆3D打印车辆——Strati。

    2016年，本田发布新版微通勤（Micro-Commuter）电动车，该车型的制造也应用了3D打印技术。随后，其他车企也纷纷跟进，利用3D打印技术来制造关键零部件（key components），旨在保障始终如一的产品品质、可靠的产品性能并积极致力于持续缩短投产准备阶段（lead-time）的耗时。

    据一份名为《全球3D打印汽车市场分析与发展趋势——2025年行业预测（Global 3D Printing Automotive Market Analysis & Trends - Industry Forecast to 2025）》的新报告预计，截止至2025年，3D打印设备的应用将增长10%，其中大部分设备将被用于轿车、卡车零部件的制造。

    3D打印技术及优缺点分析

    目前，汽车行业已采用了多种3D打印技术，包括：电子束熔融（electron beam melting，EBM）、熔融沉积造型（fused disposition modeling，FDM）、分层实体制造（laminated object manufacturing，LOM）、三维打印（three dimensional printing）、立体光刻造型（stereolithography）、选择性激光烧结（selective laser sintering，SLS）。以下为小编整理的技术盘点：

    电子束熔融（EBM）

    其简称为EBM技术，是一项新兴的先进金属快速成型添加式制造（form additive manufacturing）技术，采用电子束替代激光打印头或热敏打印头，电子束熔融工艺常用于制造致密金属件（incredibly dense metal parts）。

    工艺原理：

    先将零件的三维实体模型数据导入EBM设备，然后将一层微细金属粉末薄层平铺在EBM设备的工作舱内，利用高能电子束经偏转聚焦后在焦点所产生的高密度能量，使被扫描到的金属粉末层在局部微小区域产生高温，导致金属微粒熔融。电子束连续扫描将使一个个微小的金属熔池相互融合并凝固，连接后形成线状和面状金属层。

    优点：

    1. 电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，可达到50:1。

    2. 焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。

    3. 真空环境利于提高焊缝质量。

    4. 焊接可达性好。

    5. 电子束易受控。

    缺点：

    1. 设备比较复杂，费用比较昂贵。

    2. 焊接前对接头加工、装配要求严格，以保证接头位置准确，间隙小而且均匀。

    3. 真空电子束焊接时，被焊工件尺寸和形状常常受到真空室的限制。

    4. 电子束易受杂散电磁场的干扰，影响焊接质量。

    5. 电子束焊时产生的X射线需要严加防护以保证操作人员的健康和安全。