福特在零部件生產(chǎn)中運(yùn)用3D打印技術(shù)

將來的某一天，打印一個(gè)汽車部件將和打印一份報(bào)紙一樣簡單，開發(fā)汽車零部件變成一件非常輕松的事。這就是福特基于3D打印技術(shù)對未來汽車零部件制造的愿景。

福特近期推出了全新野馬車型，其發(fā)動(dòng)機(jī)蓋的制造便采用了3D打印技術(shù)。

福特利用這項(xiàng)技術(shù)快速生產(chǎn)出氣缸頭、進(jìn)氣歧管、排氣通道等共享率較高的零部件原型，節(jié)省了數(shù)百萬美元的開發(fā)成本和大量的開發(fā)時(shí)間。

進(jìn)氣歧管是發(fā)動(dòng)機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部件之一。該部件的傳統(tǒng)開發(fā)流程為：工程師首先利用計(jì)算機(jī)對其進(jìn)行建模，一個(gè)原型部件的產(chǎn)生大約需要經(jīng)過4個(gè)月的時(shí)間。該過程中花費(fèi)的成本大約為50萬美元。而通過3D打印技術(shù)，福特公司在4天之內(nèi)就可以制作出一款相同的進(jìn)氣歧管原型部件，更重要的是，過程中花費(fèi)的成本僅為3,000美元。

福特快速成型工藝監(jiān)管員Paul Susalla表示：“對于客戶來說，這意味著零部件的質(zhì)量更好、重量更輕?！?/P>

更多創(chuàng)造性 更快成型

3D打印節(jié)省零部件開發(fā)成本的關(guān)鍵在于，其省去了傳統(tǒng)開發(fā)流程中所需的各類特殊工具或特定的模具，因?yàn)槊靠钴嚨臉?gòu)造不同，每一項(xiàng)改動(dòng)都需要全新的模具，其成本可想而知。另外，由于其快速成型的特性，每當(dāng)工程師有一個(gè)新的創(chuàng)意時(shí)，便可以快速實(shí)現(xiàn)并對其進(jìn)行驗(yàn)證。

福特目前正在進(jìn)一步探索3D打印在汽車部件生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望從僅僅對塑料部件開發(fā)延伸到對金屬結(jié)構(gòu)件的開發(fā)。

福特動(dòng)力總成生產(chǎn)工程部（Ford powertrain manufacturing and engineering）全球總監(jiān)Bill Russo表示：“這項(xiàng)技術(shù)能夠?yàn)楦Ｌ啬酥琳麄€(gè)汽車制造業(yè)帶來巨大的回報(bào)。”

3D打印技術(shù)的工作原理

3D打印機(jī)對工程師輸入的模型進(jìn)行分層打印，最終由無數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)層堆疊成完整的原型部件，形象地說，就類似在一根竹簽上串上一塊塊肉，形成肉串。

福特增材制造（additive manufacturing）技術(shù)專家Harold Sears表示：“如今，3D打印技術(shù)生產(chǎn)部件的速率還不能夠滿足汽車零部件制造的需求。不過對于零部件測試來說它是一項(xiàng)理想的方案。”

福特公司早在上世紀(jì)80年代就首次采用了3D打印技術(shù)。1988年，福特購買了其首臺3D打印機(jī)。如今，福特的3D打印技術(shù)涵蓋選擇性激光燒結(jié)、熔融沉積建模和有限元3D打印等應(yīng)用。其目前還與供應(yīng)商合作，將該技術(shù)推廣至市場，其中還包括3D砂土（3D sand printing）打印。

福特公司最近使用3D砂土打印技術(shù)的案例包括：

-全新福特野馬的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋

-HF35變速箱中的轉(zhuǎn)子架、傳動(dòng)箱、阻尼器外殼、變速箱端蓋。這款變速箱用于福特C-MAX混動(dòng)車以及Fusion混動(dòng)車中。

-全新福特Fusion中的四缸EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)

-福特探險(xiǎn)者中的剎車盤（修復(fù)一個(gè)在耐久性測試中發(fā)現(xiàn)的制動(dòng)噪聲問題）

-福特F-150皮卡中3.5升EcoBoost發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管

福特表示，3D打印技術(shù)在零部件制造中的應(yīng)用或?qū)㈤_啟汽車工業(yè)的第三次革命。Harold Sears表示：“盡管尚未驗(yàn)證，但我們確信將來的汽車零部件制造將逐漸走向數(shù)字化，（類似3D打印的）這類技術(shù)將會越來越多，材料的多樣性也將越來越強(qiáng)?！?/P>