3D打印技术在未来电动汽车制造领域的作用

D打印技术在未来电动汽车制造领域的作用"

长久以来,人类从来没有放弃使用木头打造汽车,可呈现出前所未见的优异质感与细腻纹路,可惜不耐、不耐撞、不好修、不好养,且随着科技与生产线的进化,质量难以恒定的木头,最终只能用在内饰修饰,但随着3D打印技术的进化,未来木头外观汽车不再是梦想,而且可以大量制造,纹路也可以改变,价格成本与制作时间也很好商量。当然如果您喜欢,也可以采用特殊的温感变色钣金,或是以渐层色彩呈现,想要来个暗夜荧光夜店风格也不是问题。

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讲了这么久的3D打印机,相信许多人还不知道这是什么东西,基本上这是一个有别于传统模具制造业的商品成形技术,常见的技术包含光固化3D成型(SLA、DLP、CDLP),粉床熔融成型(SLS、SLM/DMLS、EBM、多射流融合),热熔堆积成型(FDM),材料喷涂成型(材料喷射、NPJ、DOD),黏着剂喷涂成型,直接能量沉积(LENS、EBAM)。光是看到这么多的专有名词,相信多数人就不想继续研究下去,没错我也是。

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所以在此只要说一句人话就好3D打印不需要油压或真空射出等大型机台,只见机械手臂动来动去,一件商品就此成形!宛如科技电影第五元素中的场景,只要一张床大小的机台,就可以扫描DNA并复制一个真人。依赖模具、挤压、编织、热固、射出、铸造、锻造、切削的传统加工方式相较,目前3D打印技术在产量方面依然吃亏,因为3D打印机目前的价位还是很贵、速度还是很慢,但未来效率进化、价位普及化、甚至深入公司与家庭、跟镭射打印机一样普遍。

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一旦进入全民皆劳工、家家都厂房之际,其产能绝对不是开玩笑的!基于此,3D打印技术不会撼动传统工业吗?尤其是规模庞大、投资高昂、回收缓慢的汽车产业,没错这道理就跟数字相机之于柯达、智能型手机之于No起亚,未来跟不上潮流的车厂城市倒。或许有人会问家里需要3D打印机做什么?比如说睡觉前发现厨房水龙头内部橡胶环破裂一直漏水,关闭总水阀怕半夜尿尿没法冲水,若半夜冲去水电行敲门冒险敲门,深怕被老板拿活动扳手毒打一顿。

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此时只要简单打印一个弹性垫圈,不需要更换整颗水龙头就能正常使用,无须出门也不用看人脸色。有些人可能很疑惑~3D打印可以印出弹性垫圈?嗯…基本上要打印橡胶鞋底修补破损的慢跑鞋也可以!另一个例子,如果女儿想学小提琴,但爸妈都觉得小孩纯粹是好奇想玩玩看而已,此时不妨先打印一台小提琴让女儿先期练习,测试一下是否真的有兴趣,据说3D打印未来也可以应用在加工食品。

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3D打印对于喜欢动手DIY的生活玩家来说非常实用,但是对于所有东西只想买现有成品动口不动手懒人族完全没路用。优势一材质非常多元、特性充满变化常见的3D打印材质概略有下列几种,其中以塑胶类材质最为广泛,大致上有下列几种选项~PLA聚乳酸、ABS丙烯腈丁二烯苯乙烯、PETG/PETT聚对苯二甲酸乙二醇酯改良或变体(透明)、尼龙、PC(高强度透明)、HIPS高抗冲聚苯乙烯、PVA聚乙烯醇(水溶)、ASA丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯、PP聚丙烯(难搞)、POM聚甲醛、PMMA亚克力(透明)、FPE柔性聚酯。

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软质热塑弹性材料有TPE、TPU、TPC,可以用来制作鞋子,非塑胶类的其他材料也是五花八门,金属类的计有铝、钛、铜、镍、钴铬、不锈钢、超强的马氏体时效钢等合金,铁因高温氧化问题难以成形并不适合使用。其他材料还包括木丝、可生物分解、导电、陶瓷、黏土、夜光、磁性、温感变色、蜡、碳纤维等。琳琅满目、五花八门的材料,相信小伙伴一定是眼花撩乱,但重点不在于各材质的深度了解,而是要厘清近期与明日造车材质的差异。

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传统车辆制造大量仰赖镀锌钢板,防锈仰赖复杂与大规模的烤漆处理。未来应用3D打印技术后,不可能回头走全车浸泡+高温固化防锈处理,以及高污染的表面烤漆处理,材质本身就必须具备防锈或发色能力,此时使用塑胶材质打造车身外观乃是优质选项,不但耐锈蚀,遇到碰撞时略有弹性不容易破裂或变形。因塑胶材质选择多元,特性也不尽相同,不同塑胶复合之后特性又会改变,变化实在太大,搭配金属或其他材质后,质感呈现更是千奇百怪、见怪不怪。

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彩虹渐层只是基本设计,金色(铜或钛)、生锈(刻意营造)、铝质刷纹、木纹质感、丝布纹、半透明、透明+立体深度(怕干扰自驾系统)、碳纤维外观比较屌!至于近期流行的消光外观,未来反而是很Low的设计,因为用塑胶材质3D打印制造消光效果太容易,没有一丝创意。优点二造型无限、修改简便、一体成型传统挤压成型的车身钣金架构,造型设计受到很大的限制,而且外观乃是由引擎盖、叶子板、车门、车顶、尾门等数块钣件组合而成。

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钣金缝隙明显,对视觉艺术来说其实是拼凑与贴补等不雅特征,如何让车身外观看起来是一体成型的模样,始终是设计师的最高目标之一。然而这样的愿望在近期量产车上不太可能达成,但是用3D打印方式造车则是相对容易。虽然说一辆车还是要有车门、行李箱盖、充电座盖、天窗等设计,但3D打印技术要隐藏缝隙相对容易,对设计师来说无疑是一项利器。

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更优异之处,乃是3D打印造型较不受约束,很容易在车体任何部位加上特殊的装置艺术!此外传统钣金在压制过程当中,太夸张的弧度与折线,不是工序繁复或压根做不出来,就是钣件易破裂、良率非常低,此外太大的钣件还要分段焊接或拼接,因此设计师必须对生产流程与工艺极限非常熟悉,因此一般钢制量产车,很难搞得像碳纤维超级跑车一样惊为天人。

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然而3D打印介入汽车造型设计之后,即便是一般的房车,也可以搞得天花乱坠、胡说八道!此外3D打印可以轻易做出镂空造型,利于轻量化表现与创意发想,再加上强大的一体成型威力,有效缩减零件数量、减少组装时间与公差问题、提升产品可靠性与耐用性、维修方面也更为简便,可大幅降低车辆研发、生产、维修成本。

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3D打印采用全数字化作业,不只创作迅速,亦能针对各种瑕疵迅速修正,此外还能等比例与不等比例放大缩小,设计与修改门槛变得非常低,一如摄影从底片时代进入数字一代,接着又进化为智能手机必备功能,摄影师数量倍增但地位一落千丈,同样的道理,未来的设计师亦非所谓的专业人士,大学生的作品有可能超越意大利Pininfarina工作室!

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等比例、不等比例缩放其实很有趣,修改车身尺寸将变得非常容易,还可以量身制作不同乘客所需要的汽车座椅,普及至家用、办公用座椅及各种家具通通可以。至于等比例缩放并非没有意义,关于汽车研发过程的风洞测试、耐久测试、赛道性能测试、各种角度与速度的安全撞击,通通可以用小一号的模型进行测试,如此一来车厂就不需要一直租借大型风洞、大型测试场、大型振动机台、标准赛车场、大型撞击实验室,可节省宝贵的研发时间与成本。

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