3D打印汽车备件,以可持续的按需生产重新定义供应链

戴姆勒是汽车行业最早应用增材制造的公司之一。在戴姆勒客车的3D打印中心,2016年启动了第一个3D打印备件项目。得益于3D打印技术成熟稳定的工艺以及DyeMansion的染色技术,该公司现在可以生产表面质量可与注塑工艺媲美的3D打印备件。

与传统制造方式相比,在汽车行业,3D打印是一个伟大的机会,革命性的供应链,取代高成本和长交货时间,是可持续和更经济的解决方案。从3D打印的原型到高质量的最终产品,好处非常明显,降低成本、缩短交货时间和降低供应链的复杂性,以及广泛的定制选项、轻便灵活的材料和本地按需生产。

戴姆勒客车和卡车有超过30万个不同的零部件,这导致了一个非常复杂、长期和昂贵的供应链。

戴姆勒意识到需要进行再创造——生产分散、按需生产,允许小批量生产,且零件的表面质量和颜色必须毫不逊色于注塑生产的零件,因此寻找到3D打印加后处理的解决方案。

3D打印汽车备件流程的第一步是原型设计,设计师根据需求进行设计,将设计好的原型转化为可以进行3D打印的文件格式。

汽车备件原型设计完成后,就可以进行批量打印了,戴姆勒使用的是EOS的P 396打印机,基于SLS(选择性激光烧结)技术。

使用SLS技术的打印机,打印过程中,根据汽车备件模型的切片数据,激光对粉床上的指定区域层层固化,最终得到整个汽车备件的实体。

打印材料选择的是EOS的PA2200尼龙,白色的尼龙材料具有非常好的韧性和很好的染色效果,打印完成后需要从打印机的粉床中取出打印好的汽车配件。

汽车备件在打印机上完成打印只完成了整个流程的第一步,接下来需要使用DyeMansion的染色工艺,来完成从打印到产品的工作流程。

首先要使用DyeMansion的Powershot C设备进行清洁去粉,因为刚完成打印的汽车备件表面附着了很多粉末材料,所以必须要进行清洁处理。

然后使用DyeMansion的Powershot S设备进行表面处理,因为SLS工艺尼龙打印的特性,打印件表面会稍显粗糙。经过表面处理后,打印件表面会比较光滑且具有磨砂效果。

最后使用DyeMansion的DM60设备进行深度染色,独特的浸染技术,颜色将渗透到汽车备件表面以下0.2mm,不会增加汽车备件的表面厚度。

可持续的按需生产,通过工业3D打印的成功实施,现在可以随时随地按需生产零部件。不需要大量的生产过剩,过多的库存。这不仅带来了更可持续的供应链,还降低了存储成本,缩短了交货时间。

定制颜色,使用原始注塑件作为颜色样本进行DyeMansion颜色匹配,开发了三种灰色样本,在EOS PA2200材料上实现与原始件相同的颜色值。开发完成后,各个参数将被存储,并且可以一次又一次地检索和排序。

纹理保存,对于汽车内饰件,精细的纹理,如皮革仿制品,是很受欢迎的。用3D打印实现这些结构不再是一个问题,但保存它们并不容易,DyeMansion深度染色完全独立于零件的几何形状,在材料和颜料的化学反应中,颜料浸入材料而不是附着在表面。

可重复和可追溯的过程,DyeMansion深度染色所有工艺参数可追溯,所有定义的参数(如批量大小、颜色配方或表面处理)都存储在使用RFID芯片的墨盒上。墨盒系统和DM60设备确保稳定和可重复的过程。一旦定义了流程参数,就可以在使用DyeMansion技术的任何地方一致地复制它们。

戴姆勒客车在技术成功实施之后,进一步扩展了项目。包括扩大3D打印中心的规模,测试和生产更多的备件,以及与服务提供商的过程认证,以便能够生产更多的数量。在工艺开发、配色、应用咨询、新技术等方面不断向前。

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