汽車行業的SLA 3D打印

汽車行業的SLA 3D打印近年來，我們看到越來越多的汽車制造商利用3D打印進行原型設計甚至最終零件。寶馬（BMW），蘭博基尼（Lamborghini）和捷豹路虎（Jaguar Land Rover）等行業巨頭都參與了這一新趨勢，靈活地完成了內部設計概念，功能原型和成品零件。這不僅對設計人員和整個研發過程而言非常方便，而且還可以大幅降低成本并加快新設計的上市時間。在ProtoFab，我們一直與該領域的眾多制造商合作，并擁有豐富的汽車原型制造經驗。我們與之合作的制造商之一是長城汽車，這是中國最大的SUV和皮卡生產商。讓我們詳細了解一下我們如何與Great Wall合作，為他們的最新型號生產原型零件。

長城汽車的SUV選擇

長城可能不是西方消費者最知名的品牌之一，但毫無疑問，它們的規模。早在1998年，長城就已成為中國最大的皮卡生產商，其市場地位此后一直在增強。進入2000年代，他們開始越來越多地關注SUV，該公司的Havel H6車型是中國最暢銷的SUV。鑒于中國市場的龐大規模，這使它們成為世界上最大的汽車制造商之一，并且近年來它們一直在向海外擴張。他們的接送在澳大利亞很受歡迎，歐洲人的銷售額同比增長。

2017年，長城推出了WEY，一個專注于緊湊型SUV的獨立高端品牌。這是我們最近一直在協助的項目。

2015年和2016年，ProtoFab在長城WEY VV7的開發中發揮了重要作用

我們最初于2007年開始與長城合作，從那時起一直提供CNC加工和3D打印服務。創新和靈活性在整個制造業中變得越來越重要，這對汽車行業來說確實如此。出于這個原因，長城越來越多地使用靈活的增材制造技術，而不是像CNC加工這樣的傳統技術。
在整個生產周期中進行3D打印

汽車零件的生命周期包括三個階段 - 研發，生產和最終用途，3D打印可以在每個階段發揮作用。讓我們來看看像長城這樣的制造商使用3D打印的一些具體方法。

評估設計概念：設計是汽車品牌與眾不同的主要方式之一，因此正確設計車輛造型對其成功至關重要。如今，來自不同品牌的許多車型在車身上非常相似，但由于不同的造型而競爭完全不同的人口統計。重要的是，設計師能夠嘗試各種想法，并通過試驗和錯誤縮小最佳路徑，而不是必須在過程開始時確認設計方向。如果創建概念模型既昂貴又耗時，那么設計團隊將更傾向于保守設計，或者至少不愿意嘗試各種選項。 3D打印允許快速，輕松且低成本地創建設計原型，從而使設計團隊能夠探索更廣泛的解決方案。

設計測試：設計不僅僅是關于美學，還關乎性能和實用性。在開發新車時，重要的是確保每個部件的設計在結構強度，與其他部件的兼容性及其整體可行性方面是合理的。如果沒有快速，輕松地生成功能原型的能力，一些關鍵的設計決策必須在過程的早期鎖定，而不是將它們正確地進行測試。這極大地增加了錯誤和質量問題的可能性。可以快速生成和更改的3D打印功能原型不僅代表更快，更方便的開發周期，而且還可以產生更好，更安全的最終產品。

具有復雜結構的零件：當涉及復雜結構時，3D打印真正發揮作用。對于原型和最終零件都是如此。 3D打印使設計師能夠充分發掘他們的想象力，而不受限制零件生產方式的限制。 3D打印不僅大大擴展了可以做的事情的可能性，而且還使復雜零件更便宜，更容易和更快地生產。

使用多種材料的零件：在開發尖端車輛時，某些零件不可避免地需要使用多種材料。這可以是橡膠和塑料的組合，不同顏色的材料混合或透明和不透明材料的混合。這種情況在汽車制造業中很常見，我們會定期遇到這種情況。與傳統技術相比，雙色注塑3D打印具有幾個明顯的優勢。這些包括更堅固，更可靠的部件和避免昂貴的模具成本。

輕量化部件：隨著制造商尋求更高的效率，減輕重量在汽車行業中變得越來越重要。利用3D打印技術，可以制造中空的輕質結構部件，而不是依靠泡沫填充或mucell技術。作為3D打印可以帶來多少重量的一個例子，豐田生產的3D打印汽車安全座椅比傳統座椅輕了72％。

打印專用工具：3D打印不僅對生產組件和原型有用，而且非常適合創建可在制造過程中的其他地方使用的特定用途工具。這些可包括精密測量工具以及鑄件和模具。

市場調整之后：改造汽車是一項重要的業務，并且不乏人，尤其是年輕人，他們希望通過個性化將自己與眾不同。 3D打印非常適合這種情況，可以以相對較低的成本生產真正獨特的零件，例如更換擾流板，前分離器或內部儀表板。

以下是我們為長城汽車生產的汽車零部件示例：

SLA與CNC

在開發新零件或產品時，3D打印和CNC當然都值得考慮，并且在某些情況下，一種技術比另一種技術更合適。那么在決定選擇哪一個時，我們應該尋找哪些因素？

CNC最適合大規模生產

如果我們只考慮公差和表面質量，那么CNC是明智的選擇。 SLA 3D打印當然不是不準確的，但在實現光滑表面時，它不能與CNC加工相媲美。此外，如果您需要生產大量零件，而不僅僅是一個或兩個原型，CNC肯定是要走的路，特別是如果零件結構簡單的話。 CNC加工的另一個優點是材料。您可以使用CNC機器幾乎任何材料，包括木材，金屬和塑料，而SLA 3D打印僅限于使用光敏樹脂。這可以用來模仿各種流行的熱塑性塑料，但CNC在這方面始終具有優勢。

SLA靈活高效

但是，當零件結構復雜且只需要少量零件時，3D打印是一種更有效的解決方案。為了更好地說明3D打印對汽車行業的優勢，讓我們來看一下我們為長城汽車制造的發動機蓋原型的具體示例。我們決定使用SLA 3D打印和CNC加工生產相同的零件，結果非常有趣。我們發現，對于這部分和其他類似的部分，3D打印幾乎在每個領域都要好得多。

例如，3D打印部件可以單件打印，而CNC機加工部件必須以多件生產，然后粘合在一起。這需要更多的勞動力，必須使用三臺機器來生產所有25個部分。由于CNC加工中的刀頭運動受到嚴格限制，因此無法生成更復雜的形狀，因此需要很多部分。此外，最終的CNC部件重量不到1千克，但是從27千克的材料塊中切出，這是一個驚人的廢物水平。對于3D打印部件，幾乎沒有樹脂的浪費，整體而言，該部件的生產成本要低得多。

SLA打印機的實際打印時間與CNC加工時間相似，但總體而言CNC過程要慢得多。這是因為CNC加工需要10個小時的準備，包括4小時的分析和6小時的配置。相比之下，3D打印機只需幾個小時的準備工作。 CNC零件還需要更多的后處理，因為它是在多個部分生產的，而3D打印部件只需要標準的洗滌和打磨。

總的來說，3D打印更加靈活，更快速，更高效，更便宜，勞動強度更低。當與3D打印背靠背進行比較時，CNC加工的缺點尤為明顯，尤其是其一般的低效率和缺乏靈活性。

相比之下，3D打印部分具有良好的清潔效果

兩種技術的比較：

最后一部分安裝在WEY VV7c上

3D打印和汽車行業的未來

我們與長城汽車的合作有助于展示3D打印在汽車領域的實用性，我們相信增材制造將繼續取代傳統的制造技術。盡管CNC加工對于大規模生產和某些功能部件仍然更好，但3D打印具有許多其他優點，在大多數情況下，3D打印是一個簡單的選擇。與傳統方法相比，長城能夠以更低的成本更快地獲得所需的原型，并且在整個開發階段也大大提高了靈活性。憑借這些優勢，3D打印顯然將成為未來汽車行業的核心。

使用我們選擇的印刷設備和材料，SLA 3D原型制作更容易