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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)來快速驗證這些設(shè)計。
摘要為了確保這些路虎的車系能夠在市場中保持卓越地位,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)來快速驗證這些設(shè)計。除了數(shù)控機床模型制造和設(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)的多臺快速成型機器。
Jaguar Land Rover 在 2008 年就投資購買了 Statasys Objet Connex500,以拓寬其基于樹脂的快速原型制作功能。能夠通過CAD數(shù)據(jù)直接使用類橡膠材料制造出具有生產(chǎn)機制的模型,是其能夠幫助縮短開發(fā)周期的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢。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,立即清潔和測試,驗證葉片上的鉸鏈?zhǔn)欠穸脊ぷ髡2⑶铱刂菩o外觀和性能良好。
3D 打印機的支柱是其 3D 噴墨技術(shù)。通過在矩陣結(jié)構(gòu)中以預(yù)置組合形式噴射兩種獨特的模型材料,它能夠創(chuàng)建多種具有不同機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 已累計運行 5000 個小時,打印超過 2500 個零件并使用了 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 打印機只更換了五個打印頭以維持最佳品質(zhì),幾乎沒有其他維護(hù)工作。
由于該團(tuán)隊找到了利用 3D 打印機功能的新方法,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。對于樹脂基零件而言,使用 Objet Connex 是一種趨勢,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,它用于各種的制造活動。這些活動包括造型和 HMI(人/機界面)概念,例如旋鈕、開關(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試。其他可使用 Objet Connex 的關(guān)鍵領(lǐng)域包括開發(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 打印機上生產(chǎn)的超過半數(shù)的產(chǎn)品都可順利進(jìn)入設(shè)計工作室,以協(xié)助完成新的設(shè)計方案。
一個很好的例子是整個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)玻璃五次時伸出來清洗前大燈。Objet Connex 打印的組件被證明足以應(yīng)對嚴(yán)格的測試,允許在進(jìn)入昂貴的加工階段之前對設(shè)計進(jìn)行證明。
雖然 Objet Connex 的不同屬性明顯以不同方式針對上述應(yīng)用發(fā)揮作用,但是總的來說,由于操作輕松、具有快速構(gòu)建速度和簡單清潔流程,因此對 Jaguar Land Rover 的一般優(yōu)勢是具有高準(zhǔn)確性和尺寸控制以及短周轉(zhuǎn)時間的優(yōu)秀零件定義。更具體地說,Objet Connex 3D 打印機因其能夠直接從 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,此過程將會非常耗時或昂貴。