蓋世汽車訊 人們普遍認(rèn)為，利用3D打印方法生產(chǎn)較大系列汽車部件是不經(jīng)濟(jì)的。據(jù)外媒報道，德國研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer IAPT的研究人員成功打印出一種車門鉸鏈，比同類銑削產(chǎn)品要輕35%，同時成本降低50%，從根本上改變了這種看法。

（圖片來源：Fraunhofer IAPT）

弗勞恩霍夫增材制造技術(shù)研究所（Fraunhofer IAPT）開展了一個重新設(shè)計項目，以跑車車門鉸鏈為例，逐步確定影響部件成本的因素。

為了實現(xiàn)這些驚人的優(yōu)勢，首先，弗勞恩霍夫的研究人員利用其3D Spark軟件（一種由人工智能驅(qū)動的部件數(shù)據(jù)庫分析工具）來確定最適合增材制造的部件。然后，嘗試優(yōu)化每個步驟的成本結(jié)構(gòu)，例如通過優(yōu)化方向，充分減少所需的支撐結(jié)構(gòu)數(shù)量，同時最大限度增加可安裝在構(gòu)建平臺上的部件數(shù)量。與未優(yōu)化增材制造工藝相比，由此確定的部件方向可節(jié)省15%的成本。

在下一步中，對鉸鏈臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對性優(yōu)化。利用增材制造的優(yōu)勢之一，可以實現(xiàn)全新的部件幾何形狀。這為部件提供了基本形狀，其中只包含模擬力流所需的材料。總的來說，這將門鉸鏈臂的重量減少了35%。由于減少了材料需求和縮短打印時間，與未實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的3D打印方式相比，成本又降低了20%。

然后，該團(tuán)隊通過減少支撐，進(jìn)一步減少質(zhì)量、加工時間和后處理，從而將成本又降低了10%。由于使用了一種新粉末，將成本再降低10%。

調(diào)整AM工藝參數(shù)，可提供降低成本的其他方法。例如，在打印過程中增加層厚度、優(yōu)化工藝參數(shù)以及改變激光束輪廓，可明顯減少構(gòu)建時間。該團(tuán)隊指出，“盡管這會導(dǎo)致部件質(zhì)量略有下降（但仍優(yōu)于鑄造部件），但可使打印成本進(jìn)一步降低15%。通過嵌套優(yōu)化機(jī)器利用率，如有必要，在構(gòu)建區(qū)域進(jìn)行堆疊，可進(jìn)一步節(jié)省10%的成本。”

總體而言，新部件的成本比未經(jīng)優(yōu)化的直接3D打印部件要低80%。其中45%來自支撐和定向，其余則來自材料和工藝優(yōu)化。

Fraunhofer IAPT證明了將增材制造成本降至目前的1/5是可行的。同時，通過減輕重量和改進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)，提高了車輛的技術(shù)性能。最重要的是，與傳統(tǒng)銑削工藝相比，這使制造用于跑車門的小系列鉸鏈臂的成本降低了50%。因此，增材制造不僅在技術(shù)性能方面優(yōu)于銑削工藝，而且可明顯提高成本效益。

據(jù)稱這項關(guān)于系統(tǒng)性降低AM部件成本的研究結(jié)果，可廣泛應(yīng)用于汽車部件。IAPT提到，該增材制造技術(shù)可應(yīng)用于多達(dá)5000個單元部件的更大系列。

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