3D列印汽車
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3D列印汽車,是指應用3D立體列印技術生產的汽車,耐用又環保時尚。2013年2月,世界首款3D列印汽車Urbee 2面世,它是一款混合動力汽車,絕大多數零部件來自3D列印。
2014年10月初,世界首款3D列印汽車現身紐約,這輛車的名字叫Strati,它也許是世界上第一輛完全用3D印表機所生產出來的汽車。這輛汽車走上紐約街頭試行。據製作者稱,該車全身是碳纖維及塑料,利用3D列印技術製造而成,製作周期為44個小時,依靠電動能源,最高時速可以達到80公裡,整車的零件成本約為3500美元。
(一)製造材料
Urbee2依靠3D列印技術“列印”外殼和零部件,研究人員的主要工作包括組裝和調試,整個過程大概花了2500個小時。發佈的視頻顯示,這輛汽車有3個輪子,除發動機和底盤是金屬,用傳統工藝生產,其餘大部分材料都是塑料,整個汽車的重量為1200磅;
Urbee2項目負責人和高級設計師是JimKor,擁有35年的汽車等工業設計經驗。傳統汽車製造是生產出各部分然後再組裝到一起,3D印表機能“列印”出單個的、一體式的汽車車身,再將其他部件填充進去。據稱,新版本3D汽車需要50個零部件左右,而一輛標準設計的汽車需要成百上千的零部件。
(二)製造時間
3D技術對於汽車行業來說,並不陌生,在一些汽車企業,3D掃描、3D列印已經應用在前瞻的研發環節,並且大幅加快了新車開發;
在實驗室,工作人員首先把實體的機構件(如車門內飾板),放到藍光區域內,旋轉不同的角度,就可以在電腦上快速生成三維圖。據技術人員介紹,生成模型的精度可達0.01毫米。對相關數據調整後,另一臺類似於印表機的設備在原料上利用新數據製作新內飾門板,它在木料上按照既有數據切割、打磨,一兩個小時後,新門板完成;
製作零部件用幾個小時,製造一輛概念車也只需要一兩天。通用汽車前瞻技術科研中心每年需要製作大量概念車,概念車也利用3D技術打造。在研發中心的銑削室,研發人員正在利用3D技術製作EN-V電動聯網概念車,“過去製作一臺概念車,需要幾個人,花幾個月完成,現在只要完成設計,一兩天內就可以看到非常精確的實體。”。
(三)量身定製
“一旦3D列印技術大量使用,汽車生產環節傳統的製作模具的環節可以被完全替代,生產周期和成本有望大幅下降。”國內汽車業資深分析人士指出,在新車量產前,開發大量模具耗時、費錢,而如果利用3D列印製作模具,有望使汽車製造工藝做到又快又好。
對於一些小眾需求,汽車企業也可以考慮。比如,消費者希望讓自己新車門把手與眾不同。現在這樣的需求是不可能滿足的,因為製作一個新把手就要開個新模具,其成本數十萬元計,如果能夠利用3D列印,那麼成本只增加了一點點。
但是對於3D列印製作整輛轎車,一些專業人士也提出了不同的看法。“整輛車需要使用各種完成不同的材料,雨刷器的塑料就和中控台的塑料不同,而且還有大量的金屬。”該分析人士指出,如果要列印整臺車,印表機就要應對所有材料,使他們都能適應列印的過程,並使這些材料實現其功能。
(四)發明
這款汽車是Jim Kor和他的Kor Ecologic團隊頭腦風暴的產物,他們一直專註於研究未來的3D交通工具。他們在網站上展示了對於未來汽車的構想:
“用最少的能耗開最遠的路程;把生產、使用、回收過程的污染降到最低;儘可能用汽車產地附近的原材料生產汽車”。
(五)特點
Urbee的生產車間是RedEye,世界上第一款3D印表機摩托車原型也誕生於此。Kor說3D列印的一個優勢是具有其他片狀金屬材料所不具備的靈活性和可塑性。
這讓製造變得更簡單。Kor只要將模型的每部分上傳到印表機上,2500小時後,他就拿到了所有的塑料部件,然後他再把這些東西組裝在一起。完整的Urbee看上去像是一個大號電腦滑鼠。
Urbee的列印材料大部分是塑料,當然,它的底盤和引擎還是鋼鐵。這車開到路上安全嗎?Kor的答案是肯定的,“我們甚至覺得它可以用於專業比賽的賽車”,他告訴《連線》汽車雜誌,“我們要讓這輛車通過美國勒芒比賽的技術檢測。”
在國內最頂尖的汽車研發中心——坐落在上海金橋的通用汽車中國前瞻技術科研中心,科研人員說,以往研發一款新車,製造一個零部件,光簡單的開模就至少兩三周,但利用3D技術,製作時間縮短到一兩個小時。