福特3D打印实验室:成千上万的零件诞生于此

福特3D打印实验室中,用尼龙材料打印的大量汽车零件被用于可运行的汽车原型。10年前,福特公司3D打印的零件原型约为4,000个。如今,福特有5家3D原型制作中心,每家制作中心一年生产20,000个零件。

福特3D打印实验室:成千上万的零件诞生于此

3D打印(或者说增量式生产)的汽车零件数量爆炸式增加,究其原因有两方面:其一,由于消费级3D打印机日益普及,打印机厂商开始投入力量提高工业级机器的性能、优化生产过程。其次,制造商日益精通原型零件的制作,数小时内即可完成,而不是像过去采用传统机器加工工艺那样花上四到六周时间。

时间就是金钱。

福特增量式生产技术专家 Harold Sears说:“3D Systems和Stratasys之类的公司投入巨资研发3D打印技术。不仅仅是机器,还有材料,都在不断优化,而处理时间也在不断提速,总体成本不断下降。”

Sears认为,没有3D打印技术的话,福特汽车公司是不可能按时完成汽车模型研发的。如今的福特公司必须依靠3D打印技术开发新零件。

“每个人都想知道3D打印技术能节省多少大洋,但提及原型时,更关心的是时间。”Sear说,“提前1个月上市意味着什么?省下数百万美元。难以计数。”

在采用3D快速原型制作技术前,制造商必须把蓝图发送给设备厂家,制作一个零件要花上数周。零件运到时,往往设计稿已经过修改,需要再次打印模型。如今,工程师用CAD软件画图纸,然后发送到3D打印机端,数小时内完成打印。如果需要修改设计,那直接修改CAD图纸,重新打印即可。操作简单,如此迭代,直到满意。整个设计过程无需设备厂家参与。

福特3D打印实验室:成千上万的零件诞生于此

一块粉状二氧化硅,可激光烧结打印出100个零件原型。

福特的3D打印机尺寸不一,有的如大冰箱般大小,有的体积同一辆小卡车。价位也各不相同,从$250,000到巨额的六位数。

对消费级市场而言,3D打印还是比较新的技术,然而福特等制造商已经用了近30年。上世纪80年代中期,福特就用上了工业行业的第三台光固化3D打印机。

如今,福特的3D打印机涵盖四种打印技术,包括光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM),以及没那么知名的粘结剂喷射打印——层层砂石被环氧树脂胶合在一起,制成金属零件的模具。

福特的五大3D原型制作中心,三家位于美国,两家位于欧洲。在其位于密歇根州迪尔伯恩高地的工厂, 有14台不同的工业级3D打印机,每年制作20,000个零件。单台机器每次能打印数个到数百个零件。

福特3D打印实验室:成千上万的零件诞生于此

例如,在激光烧结实验室,几台机器融化成百上千层细二氧化硅,进行快速原型制作。然后,在一堆凌乱的粉状二氧化硅中取出零件,用刷子和真空装置进行清洁。

部分打印的零件原型用的是特殊尼龙,如发动机进气歧管和油底壳。这类尼龙零件取代传统零件,被用于测试车辆,驾驶数万英里,直至投入批量生产。根据试验结果,改进零件。

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梦车间创客文化空间创始人,《3D打印——改变世界的新机遇新浪潮》、《创意之钥—Android手机交互应用开发》、《Android3D游戏开发与应用案例详解》作者,90年后创客!

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