在最近采访Jonah Myerberg,联合创始人和首席技术官桌面金属,我们探讨了金属增材制造,包括桌面打印机,将如何影响汽车的设计和生产。
台式金属打印机应用于许多行业,其中汽车行业是主要的行业之一。福特(Ford)和宝马(BMW)是Desktop Metal技术的早期采用者,并已成为投资者。这些公司大多在短期内将金属3D打印应用于汽车,但它们有进入量产的雄心。
以下是迈尔伯格对金属3D打印在汽车行业中的应用的一些观察。
-am将成为一个工具和一个游戏更换者。这是一个工具,因为它需要有效且竞争力地进行车辆设计工作。设计人员将以一种方式需要3D打印,以便能够快速对客户和需求,原型化组件和零件进行更改和创新,以及生产低批量组件,并为客户保持灵活性。
-这将是一个游戏规则改变者,因为它将实现对产品的特定需求,比如轻量化的电动汽车。
-它也将成为游戏规则的改变者,因为它将帮助小公司与大公司竞争。汽车行业将出现以AM为核心的新一级供应商。这将改变设计师对汽车设计的看法。
-金属AM可以应用在汽车的任何部件上。现有的材料可以承受高温,并提供发动机、悬挂系统和变速箱中使用的更传统的合金的优势。“我们将看到增材制造在汽车的各个方面发挥作用,”Myerberg指出。
- 循环汽车倡议。世界经济论坛的一个焦点是如何使交通系统更有效,对环境影响不大。电动车辆,混合动力汽车和氢气车辆将在此作用。但是,没有经常想到的是,实际汽车本身将曾经达到其生命结束的影响。“所有的事情都是为了使汽车更高效,例如低重量塑料,可能成为一个问题。你在汽车生命结束时用那些轻的塑料组件做了什么?他不能再把它们融化在一起,然后再把它们重回塑料,“他指出。
金属几乎可以无限循环利用。“循环车辆倡议”正在寻找答案,并寻找使车辆完全可回收利用的方法。有些部件可以重新使用。电动汽车的电池组达到一个点,它们在汽车中没有用处,但它们仍然有能量。一些已经被用于电网,并将继续工作10年或15年。“这种创造性思维正在延长汽车部件的寿命,减少汽车死亡后对环境的影响。指出:“Myerberg。“因此,我们将看到塑料部件被金属部件取代。”
汽车内的许多复杂组件是聚合物复合材料的组件,或埋在聚合物复合材料中的金属组件。“这些复杂的组件已经成熟,可以进行增材制造,将3、4、5、10个部件组合成一个部件,用重量相同或更轻的单个或多个部件取代整个系统,占用更少的空间,并且完全可回收。此外,这些部件通常需要使用注塑机来生产,对于OEM或一级模具制造商来说,这可能是一笔巨大的投资,特别是如果涉及更改,”迈尔伯格说。
对于发动机舱,现在有高强度的高温聚合物可用。但金属材料的价格区间更高。用金属部件替换塑料部件可以让设计师提高局部温度。一些供应商正在考虑使用金属来保护组件或与塑料组件结合使用。
- 大多数3D打印机的局限性是构建大小。“我很想说我们可以打印汽车底盘或身体,因为这些是非常复杂的组件,这些组件是非常多的静态组件,设计用于崩溃和稳定性和刚度,但没有移动部件,焊接在一起。优化一个身体成一块并打印它会很棒。我们不在那里,但我们肯定在努力,如果这是最终游戏,那么就会让我们在那里。我们希望看到这些部件以真实尺寸和真实的和单个形式从3D打印机中延伸出来。“
一些3D打印机可以让设计师将机械特性精确地放置在他们想要的地方。例如,一个区域可能是灵活的,另一个区域可能是僵硬的。这为工程师们提供了更多的可能性,使他们能够在设计底盘的同时兼顾道路性能和可制造性。
“能够一次设计出一辆完整的汽车,然后将其打印出来,并对碰撞、冲击、悬挂、性能进行优化,这是非常令人兴奋的,但我们肯定还没有做到。事实上,我们面临的是当前的制造过程集中在钣金。需要宽度、平面度和低轮廓(用于冲压)等参数的产品并不是金属3D打印最容易的东西。钣金并不是一种友好的设计,所以设计师如果要用3D打印部件替换钣金组件,他们将不得不回到绘图板,在施加的负载下重新设计。”
有助于这种重新设计的工具之一是生成式设计,因为它使用人工智能来完成繁重的工作。
- 一种概念和最终批量生产之间的桥梁。“And we’re seeing that happen all over the place where some customers or some designers, they don’t have the time or they don’t have the money to invest in the tooling that’s required for the part, while 3D printing allows them to do that, they allow them to jump in and test a design without having to invest in that tooling.
- 比以前更加,添加剂制造正在影响供应链,这将影响全球制造。“我们将能够将制造业拉回,将其重新搁置到美国,使其更接近制造点而不是这些长途供应链。”
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