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福特汽车与增材制造:小材料创造大不同

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来源:现代塑料网

汽车行业是最早真正实现3D打印效益的行业之一。在过去的10年里,先进技术的发展使汽车制造商的开发、设计、制造和分销过程发生了重大变化——更安全轻便的产品、崭新的设计、更低的成本和更短的开发与制造周期。
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Allied Market Research公司的一项研究表明,3D打印从多个方面增加了现有产品的功能和价值,这使其在汽车行业变得不可或缺。

3D打印的成功故事,始于汽车的雏形设计,如今也已进入到汽车工业的其他领域,并逐渐展现出巨大的发展潜力。
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3D打印在福特的应用
福特使用Ultimaker的桌面级3D打印机设计并制造装配工具,如夹具、治具和量具。利用3D打印,这些设计复杂的工具能够直接在生产现场被低成本、高效率地打印出来。

在汽车模型的开发过程中,位于德国科隆的福特试验工厂需要订制大量适合的生产工具,这些工具往往是针对特定的任务和模型而设计的,仅福特福克斯系列车型,就需要50多种不同的装配工具。这些工具最初由试点工厂开发,之后再由福特所有的欧洲工厂进行现场3D打印。
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通常,外购这些工具耗费的时间较长,从而影响开发进度,且成本较高。

为了优化工作流程,福特的增材制造团队决定,将Ultimaker的桌面级3D打印机集成到工作流程中。“福特选择Ultimaker,是因为打印质量、可靠性及成本能达到最佳平衡。”福特增材制造研究工程师Lars Bognar表示。

多元化耗材成就众多工具
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桌面级3D打印的优势在于材料,大量的耗材和广泛的材料特性,为实际应用提供了正确的解决方案。仅采用一种增材制造工艺,该打印设备便可满足最多样化的应用和操作环境要求。耗材及其强度、弹性、耐热性和耐久性等材料性能,皆在可预期的变化范畴中。对于3D打印而言,至关重要的是,在不损失材料性能的情况下,保质保量地进行打印。

使用桌面级3D打印机的一个关键因素是开放式耗材系统。3D打印生产工具可单独适用于来自不同材料供应商的具有不同材料特性的耗材。由于Ultimaker的开放式耗材系统可以使用多种材料进行3D打印,使得传统方法制造的工具可被轻便耐用的塑料工具所取代。

3D打印机的这一特征在生产设备和装配辅助工具方面尤为突出,展示出增材制造的巨大潜力。特别在装配工具方面,应用程序不仅形式多样化,而且适用范围特别广泛。

打印质量和效果
硬件、软件和材料的完美协调,对于实现高质量的打印效果至关重要。

为了满足汽车工业对工业耗材日益增长的需求,Ultimaker与领先的材料生产商合作,利用Ultimaker打印机,将专为工业3D打印而开发的高质量工程塑料和复合材料推向市场。

Ultimaker于2018年4月成立了“Ultimaker材料联盟项目”,旨在满足对工业级3D打印材料不断增长的需求。

短短一年时间,众多领先的材料生产商如帝斯曼(DSM)、巴斯夫(BASF)、杜邦(DuPont)、欧文斯科宁(Owens Corning)、阿科玛(Arkema)、捷普(Jabil)和雷曼福斯(Lehmann & Voss & Co.)等,积极利用Ultimaker的打印配置助手(Print Profile Assistant),快速将各种高性能FFF 3D打印材料推向专业市场。

截至2019年4月,已有超过80家公司为“Ultimaker材料联盟项目”共同开发了用于FFF 3D打印的材料配置文件。

此外,Ultimaker为材料生产商提供的软件包含了大量的知识及打印材料,使得材料生产商能够开发和维护材料配置文件,让用户可以在开放式耗材系统的桌面级3D打印机上真正轻松地使用这些材料。打印配置文件预先配置在可自由访问的Ultimaker Cura软件上并供使用。用户无需手动输入打印参数,通过访问预配置的设置即可自动打印。即便是对技术要求最严苛的塑料,也能与Ultimaker的3D打印机兼容,实现工业应用。

探索更多应用的可能性
桌面级3D打印的好处是显而易见的:由于工件数量较少,因此制造成本相对较低;比传统方法制造的工具更轻,且能更快适应额外需求。

与常规生产的传统工具相比,打印装配辅助工具,如夹具和治具,每件能节省1000欧元的费用。原先外协件的设计、制造周期平均要10周,现在即使是复杂的装配夹具,10天就能打印完成。因此,目前福特公司所有的欧洲工厂都使用了桌面级3D打印机。

科隆的开发团队为其他生产工厂提供工具设计,这些工具可在24小时内直接现场打印完成,而且用于装配的辅助工具要比传统工具轻70%。在福特,仅为福克斯系列的生产而打印的工具就超过50种。虽然增材制造目前在福特公司只用于打印辅助工具,但该公司仍在探索向其他应用领域拓展。

文章来源:现代塑料网

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