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捷豹路虎利用3D打印技術(shù)制作汽車原型
童程童美 2016-10-20
為了確保這些路虎的車系能夠在市場(chǎng)中保持卓越地位,大約有 20% 的 Jaguar Land Rover 工作人員從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作,使用具有內(nèi)置成型和加工功能的最先進(jìn)的 CAD 技術(shù)來(lái)快速驗(yàn)證這些設(shè)計(jì)。
摘要為了確保這些路虎的車系能夠在市場(chǎng)中保持卓越地位,大約有 20% 的 Jaguar Land Rover 工作人員從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作,使用具有內(nèi)置成型和加工功能的最先進(jìn)的 CAD 技術(shù)來(lái)快速驗(yàn)證這些設(shè)計(jì)。除了數(shù)控機(jī)床模型制造和設(shè)備齊全的金屬加工和工具車間以外,成型功能還包括使用 SLA、激光燒結(jié)和高分子噴射技術(shù)的多臺(tái)快速成型機(jī)器。
Jaguar Land Rover 在 2008 年就投資購(gòu)買了 Statasys Objet Connex500,以拓寬其基于樹脂的快速原型制作功能。能夠通過(guò)CAD數(shù)據(jù)直接使用類橡膠材料制造出具有生產(chǎn)機(jī)制的模型,是其能夠幫助縮短開(kāi)發(fā)周期的另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。為了證明其能力,Objet Connex 最初負(fù)責(zé)為 Range Rover Sport 生產(chǎn)完整的儀表板通風(fēng)孔組件。它使用剛性材料為殼體和空心偏轉(zhuǎn)葉片建模,使用橡膠類材料為控制旋鈕和氣封建模。Jaguar Land Rover 能夠在單一流程中打印完整的儀表板通風(fēng)孔,可用作有效部件。打印后,將此模型從 Objet Connex 中取出,立即清潔和測(cè)試,驗(yàn)證葉片上的鉸鏈?zhǔn)欠穸脊ぷ髡2⑶铱刂菩o外觀和性能良好。
3D 打印機(jī)的支柱是其 3D 噴墨技術(shù)。通過(guò)在矩陣結(jié)構(gòu)中以預(yù)置組合形式噴射兩種獨(dú)特的模型材料,它能夠創(chuàng)建多種具有不同機(jī)械和物理屬性的柔性和剛性材料以及成品。使用此技術(shù),Jaguar Land Rover 的 Objet Connex 已累計(jì)運(yùn)行 5000 個(gè)小時(shí),打印超過(guò) 2500 個(gè)零件并使用了 600kg 樹脂。這很好地證明了 Objet Connex 的生產(chǎn)能力和可靠性,在 Objet 建議的維護(hù)周期,3D 打印機(jī)只更換了五個(gè)打印頭以維持最佳品質(zhì),幾乎沒(méi)有其他維護(hù)工作。
由于該團(tuán)隊(duì)找到了利用 3D 打印機(jī)功能的新方法,因此在 Objet Connex 上生產(chǎn)的零件數(shù)量穩(wěn)步提升。雖然該數(shù)字仍只是 Jaguar Land Rover 每年成型的 30,000 個(gè)零件中的較小一部分,但是這些零件許多都由激光燒結(jié)而成。對(duì)于樹脂基零件而言,使用 Objet Connex 是一種趨勢(shì),占現(xiàn)在生產(chǎn)的三分之一以上。有趣的是,Objet Connex 由于其高速簡(jiǎn)單地后期處理而通常用于生產(chǎn)其它單一材料的剛性零件。當(dāng)在多材料模式中時(shí),它用于各種的制造活動(dòng)。這些活動(dòng)包括造型和 HMI(人/機(jī)界面)概念,例如旋鈕、開(kāi)關(guān)以及智能鑰匙。
包覆成型也是 Objet 3D 打印系統(tǒng)的重要功能。使用兩種材料(但并非混合)來(lái)制作帶橡皮密封圈的蓋子等物品。清潔后,該組件可直接用于配合和功能測(cè)試。其他可使用 Objet Connex 的關(guān)鍵領(lǐng)域包括開(kāi)發(fā)門密封條和防塵罩(這里只使用非剛性的 Tango Black Plus 材料),最近還制作用于功能測(cè)試的零件。
Objet Connex 功能的最大使用者是 Jaguar Land Rover 的造型部門。在 Objet 3D 打印機(jī)上生產(chǎn)的超過(guò)半數(shù)的產(chǎn)品都可順利進(jìn)入設(shè)計(jì)工作室,以協(xié)助完成新的設(shè)計(jì)方案。
一個(gè)很好的例子是整個(gè)伸縮式前大燈清洗系統(tǒng)的制作,該系統(tǒng)在每清洗擋風(fēng)玻璃五次時(shí)伸出來(lái)清洗前大燈。Objet Connex 打印的組件被證明足以應(yīng)對(duì)嚴(yán)格的測(cè)試,允許在進(jìn)入昂貴的加工階段之前對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行證明。
雖然 Objet Connex 的不同屬性明顯以不同方式針對(duì)上述應(yīng)用發(fā)揮作用,但是總的來(lái)說(shuō),由于操作輕松、具有快速構(gòu)建速度和簡(jiǎn)單清潔流程,因此對(duì) Jaguar Land Rover 的一般優(yōu)勢(shì)是具有高準(zhǔn)確性和尺寸控制以及短周轉(zhuǎn)時(shí)間的優(yōu)秀零件定義。更具體地說(shuō),Objet Connex 3D 打印機(jī)因其能夠直接從 CAD 數(shù)據(jù)中成型零件而令人印象深刻,如果使用其他方法,此過(guò)程將會(huì)非常耗時(shí)或昂貴。