增材制造--汽车生产领域新维度

从原型设计到模具开发，增材制造似乎在汽车生产领域的应用越来越广泛。虽然汽车业竭尽全力开发更加经济的发动机或空气动力车身，但是保持汽车性能效率的一个最基本决定因素却依然存在，即润滑剂要在所有活动的零部件上使用。在这个方面的重要领域就是动力传动系统和车轮之间的界面 — 即车轴总成的内部。

外观检验仍然证实润滑剂分布是否一致高效的基本检测程序。多年来，该技术一直是在测试车轴套上打洞，然后用透明物质填充，，这样就可以在车轴经过测试序列时，看清测力计。但是这个程序还受到一个抑制因素的影响，就是在搅动多运动时，液体就会变得混着，结果就很难判定润滑剂流到零部件的什么部位。

透明化运作

FCA铸造工程师Tom Sorovetz对这种现象已经见怪不怪了。他目前在密歇根克莱斯勒技术中心工作，“我们已经习惯用语手电筒来看清情况，但是我们几乎什么都看不着。”这种程序已经成为过去式，正如Sorovetz解释的，FCA已经开发了一个增材制造方法，可以有效地解决这个问题。

这个方法就是制造大尺寸、透明的轴套传真机，强度足以经受真正的车轴装配测试。他说，“所有其他的零部件都是金属原型或小批量生产。”因此，就可以看清润滑剂的流动 — 更重要是可以制造如何分布的 — 因为车轴在测试顺序中，不仅要看清运行，而且还在侧边纵向扭转，模仿在坡路和拐角开车的情形。他说，“我们不需要什么额外照明就可以看清。我们所要测试的就是在任何时候，任何部位都有润滑剂的分布情况。”

Sorovetz说，这个种方法要追溯到2009年，已经用于开发6轴系列;之后一直在改善，可靠性达到现在的程度。他还说，这个领域的工程师要学会在最短的时间内完成测试顺序，以避免产生额外的热量累计，避免降低增材制造零部件的质量。

FCA利用最原始的增材制造技术 — 立体平版印刷，利用一个激光束“治疗”连续几层的树脂来制造工件。CTC团队使用SLA 7000机械。

强硬的树脂

Sorovetz强调的一个重要技术就是树脂，即DSM SOMOS 11120。这种材料非常坚固，测试流程中完全可以使用这种材料模拟极端的性能，其中包括高车轴转速。他说，“我们可以模拟道路上140mph速度”，通常测试循环会持续20-30分钟。一个新的车轴开发项目需要3个循环。

测试中使用的SLA模型完整地生产出来，大约14x12x10英寸大小。确切地说，12个小时就可以完成制造，因此如果必要的话，1天之内就可以重复完成设计和测试。Sorovetz说，压缩试验和报告顺序方面的另一个重要因素就是，所有的人都在一个地点工作。CTC有14,000名员工，包括7,900名工程师。同时，这里还是FCA在美国的总部。他说，“这里的空间足以让所有的人都在同一间屋子里工作。他们可以近距离观察零部件制造过程，测试过程，以及之后挑选进行测试的过程。”

Sorovetzs说，在动态测试中使用增财制造零部件的方法，现在已经在CTC普及开来。风洞试验是另一个使用该方法的领域。至少在车轴开发项目上，特定的利益量化很难忽视，但是他说，FCA完全认定其价值;现在，该技术的应用已被人为是日常工作。

工具&固定装置

增财制造技术还应用于沃尔沃卡车的生产中，作为一个快速原型工具来检测形式，而零部件的合适度已经被放在第二外了。在沃尔沃公司，该技术用于制造工具与固定装置，在法国里昂发动机厂的生产操作上应用。沃尔沃公司称，该技术极大提高了制造装配工人所需工具的速度与灵活性。

“我们不需要什么额外照明就可以看清。我们所要测试的就是在任何时候，任何部位都有润滑剂分布。”

这节约了大量的时间和金钱。沃尔沃公司称，与传统的金属工具相比，生产增材制造工具的前置时间从32天缩到2天 — 降低了94%。这在成本上的节约也是相当可观的 — 增材工具的单件成本是€1/cu.cm ($1.1/cu.cm)，而金属工具的成本达到€100/cu.cm。比如人工处理工件的夹持器这样的工具，是通过熔融沉积制造(FDM)方法，使用ABS塑料制造而成。现在，这些工具是利用增材制造技术供应商Stratasys公司提供的Fortus 3D FDM系统制造。比如使用Fortus 250机械，以ABS 430材料制造工具。

Stratasys公司法国与伊比利亚市场部经理Patrick Kieffer说，沃尔沃里昂使用的系统已经运行了近2年，代表了增材技术在制造生产相关设备上的最集中、最成功的应用。到目前为止所制造的产品有夹具、钻模、支架与工具支架。Kieffer称，现在机器每天运转24小时，在使用头3个月里共制造了30种工具。

Kieffer说，增材技术的优点在于应用范围非常广泛。增材制造技术在零部件的几何复杂度上，几乎不受什么限制，可以制造任何工具，而且可以实现人体工学效率最大化。使用塑料材质进行制造的好处在于，质量很轻，而且比金属产品更加易于使用。而且，虽然ABS材料很坚固，可以在苛刻的现场操作中支撑，但在实际生产中却不会造成什么损伤。

Kieffer继续说，有趣的是，增财制造技术最不起眼的一个特点 — 即用完全相同的材料制造不同颜色的零部件 — 事实上却非常有用，因为这可以用于制造不同工种的不同工具。在里昂，颜色用于区别不同汽车品牌的工具 — 黄色是沃尔沃汽车的，红色是雷诺汽车的。

从最基本的层度上将，拥有低成本、几何可变性和快速转变力，意味着这种技术将很自然地应用到高产品并异性的制造环境中 — 这逐渐成为汽车业的特点。他肯定地说，Stratasys公司将在制造廉价但全能工厂工具上，拥有无限的发展空间，尤其是在汽车制造业上。

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