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在家就可造汽车?只要3D打印机和一台机床

2015年03月13日 10:17中国机床商务网点击:5148

  【中国机床商务网 机床上下游】美国LocalMotors公司与美国橡树岭国家实验室(ORNL)等联合开发出了3D打印汽车“Strati”。截至2015年2月已通过造型手段制造了4辆,其中两辆是可实际行驶的电动汽车(EV)*1。
  
  *1以2015年底为目标计划上市3D打印汽车。首先将上市最高时速35英里/小时(约50km/小时)、续航距离约80英里(130km)的“低速款”版本。价格为1.8万~3万美元。计划在2016年底之前上市“实现高速公路行驶,并使续航距离倍增”(常驻ORNL的美国LocalMotors公司高级制造工程师JamesEarle)的3D打印汽车。除了EV之外,还计划开发发动机汽车的3D打印车,“将研究隔热构造”(Earle)。
  
  Strati的研发基地位于ORNL内的“制造示范基地(ManufacturingDemonstrationFacility,MDF)”(田纳西州诺克斯维尔,图1)。该3D打印车“工厂”设有大型3D打印机、用于打磨造型品表面的5轴切削加工机,以及组装场地(图2)。现场没有输送带及手推车之类的任何搬运装置。从3D打印机上卸下来,再装到5轴加工机上时,“用叉车抬一下就行了”(Earle)*2。
  
图1:位于美国橡树岭国家实验室制造示范基地内的3D打印车开发基地
  
  美国LocalMotors公司的技术人员(高级制造工程师JamesEarle)常驻此地,共同推进研发。
  
图2:制造3D打印车时需要的设备
  
  (a)为ORNL内的3D打印机。属于研发机型,相当于美国Cincinnati公司制造的“BAAM”的前身。
  
  (b)为精加工用途的5轴加工机。
  
  *2用3D打印机造型的Strati的车身重约550kg。普通汽车的骨架、车门、发动机罩及内装部件合起来约有400kg左右,与之相比较重。
  
  2万个部件减至50个以下
  
  目前的“工厂”就是研发设施内部被称为MDF的地方,不过LocalMotors公司预定在2015年内运用与ORNL的共同研究成果在附近设立小型工厂“微工厂(Microfactory)”,开展3D打印车的商务运作。该微工厂所需要的设备也不会有很大不同。
  
  工厂小的最大原因是需要的部件数量减少到了1/400左右。EV的部件数量通常约2万个,而Strati目前不到50个。LocalMotors公司用3D打印机制造车身及底盘等部件,与已有汽车比较,这些部件每一个都相当于将至少数百个部件集为一体。
  
  普通汽车的车身和底盘,为了实现在确保强度的同时吸收碰撞能量的构造,大多利用由钢板冲压成型的多个部件经焊接等工艺组装成骨架。而且外板也是通过冲压成型制成顺滑曲面的独立部件。而3D打印车不同,通过充分利用造型上的高自由度,“连吸收碰撞冲击的构造也被纳入了一个部件的内部”(Earle)。因此,现行汽车的车身组装生产线工序只用一台3D打印机便可包办。
  
  这里最关键的是,要用树脂制造的造型品来确保充分的强度。“凭借目前使用的、以20%比例添加碳纤维来强化的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),就足以满足要求”(Earle)*3。LocalMotors公司力争2015年内达到美国的法规要求,启动公路行驶试验。
  
  *3目前还在做其他尝试,比如将纤维改为可实现带色车身的玻璃纤维,以及将聚合物改为PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)等。
  
(来源:中国3D打印网)
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