3d打印汽车(3d打印行业前景和发展趋势)
近年来,我国3D打印市场应用程度不断深化,在航空航天汽车、船舶、核工业、模具等领域均得到了越来越广泛的应用。3D打印技术已经成为航空航天等领域直接制造机修复再制造的重要技术手段。在汽车、船舶、核工业、模具等领域成为产品设计、快速原型制造的重要实现方式。
2017-2020年,我国3D打印产业规模逐年增加,增加速度要略快于全球整体增速,以致于我国3D产业占全球的比重在不断增加。2019年,中国3D打印产业规模为157.5亿元,较上年增加31.1%,初步估算2020年规模将超过200亿元人民币。
——设备为主,材料和服务平分秋毫
根据2020年3月赛迪顾问发布的《2019年全球及中国3D打印行业数据》,2019年,中国3D打印设备产业规模70.86亿元,占比最高,达到45%;3D打印服务产业规模45.67亿元,占比29%;3D打印材料产业规模40.94亿元,占比26%。
汽车工业是3D打印第一应用领域
下游应用领域方面,据《Wohlers Report
2020》问卷调查显示,目前工业中使用3D打印最多的行业是汽车工业,遥遥领先,占比为16.4%。汽车工业零部件繁多,生产成本与生产效率对于汽车工业发展具有重要作用,3D打印能够从设计到生产,为汽车行业降本增效。
其次为消费领域/电子领域,占比达到15.4%。3D打印在电子消费品行业的应用优势主要有两点,第一是提升设计水平,3d打印设备技术能够实现繁杂设计方案的模型的制作,赋予产品设计师更多的自由,设计产品技术水平大幅度增强。第二是节省材料和时间成本,3D打印的原料平均利用率要远远高于传统式技术。传统式减材生产制造方式的原料的均值利用率大概在25%左右,而3D打印原料均值利用率理论上达到100%。
注:其他的领域是指栏目中没有列出的较宽范围的其他工业领域,如矿物加工、化工、水处理、木材/纸张以及其他目前还没能单独列出的行业。
汽车已经成为全球范围内3D打印的第一大应用,甚至超越了航空航天、医疗等领域。作为一种日渐成熟的研发和生产手段,3D打印技术在汽车行业的应用将愈发成熟,未来也越发可期。
——更多数据请参考前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资前景分析报告》。
3D打印究竟适合哪些汽车应用
在零部件生产领域,3D打印技术显示了优异的按需制造能力,在制造效率方面具有绝对优势,被用户誉为“配件生产之王”。在汽车行业,很久以前,传统的方法被用来制造汽车的原型,通常由木材、土、泡沫和金属制成。有时候,一些关键组件原型的制作需要等很长时间,严重影响了产品的测试和生产速度。
为了真正创造突破性的产品设计,汽车厂必须进行大量的测试。然而,如果没有快速原型制作来快速证明(或否定)产品设计的概念,企业在时间和预算方面会有很多限制。而且设计者们也因担心时间问题而不敢尝试许多尚未成熟的方案。
快速的原型制作从一开始就为汽车设计师和工程师节省了很多时间和资源。使用CAD软件件创建数字模型,取代传统的绘图板,然后将模型发送到3D打印机,就可以直接开始精细打印。
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以纵维立方的光固化产品photon?mono为例,使用photon?mono打印零件可以让工程师设计刚性、密度、重量、耐热性、耐化学性的零件。
此前只能采用微型模型或繁重的人工制造工艺,成本和时间要求较高,采用photon?mono打印零件,配合机器的高速打印效率,可使汽车制造商快速生产零件,大大提高制造速度,在短短几小时内完成交货。
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如果photon?mono打印零件得到大规模应用,那么3D打印将会成为汽车厂商们离不开的一项技术。
现阶段而言,3D打印的应用也许更适合设计领域和汽车研发阶段,还有单件小批量生产,例如整车的油泥模型,车身、底盘、同步器等零部件开发,以及橡胶、塑料类零件的单件生产。设计领域,由于3D打印的快速成型特性,汽车厂商可以应用于汽车外形设计的研发。相较传统的手工制作油泥模型,3D打印
能更精确的将3D设计图转换成实物,而且时间更短,提高汽车设计层面的生产效率。目前许多汽车厂商已经在设计方面开始利用3D打印技术,比如奔驰设计中
心。
零部件领域,3D打印技术还能快速的生产造型复杂的产品。在传统汽车制造领域,汽车零部件的开发往往需要长时间的研发、
测试。从研发到测试阶段还需要制作零件模具,不仅时间长,而且成本高。当存在问题时,修正零件也需要同样漫长的周期。而3D打印技术则能快速制作造型复杂
的零部件,当测试出现问题时,修改3D文件重新打印即可再次测试。可以说,3D打印技术让未来零部件的开发成本更低,效率更高。3D打印与CNC的结合
虽然3D打印技术已成功地将传统复杂的生产工艺简单化,将材料领域的疑难问题程序化,但就目前的发展来看,如何扩展3D打印技术的应用还存在一些问题。它还受技术装备、新型材料、设计软件、质量安全和公共环境等制约和影响。
此外,3D打印并不能完全替代传统CNC加工,这两者也各有各的优势,CNC的加工精度会高于3D打印,而3D打印能够
制造的零件的复杂程度要远高于CNC。3D打印是传统加工方式的一种重要补充,它的主要功能不是替代而是补充,因此,3D打印和CNC结合是一种非常好的
形式。更多3D打印资讯:http://3dprint.ofweek.com/
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