3D打印技術(shù)又稱“增材制造技術(shù)”，是一種快速成形制造技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印不需要模具，只需通過(guò)3D數(shù)模就能制造出高精度的零件，大大縮短加工制造周期，廣泛應(yīng)用于汽車快速樣件成型、工裝夾具檢具制造等領(lǐng)域。
3D打印既與從毛坯上去除多余材料的切削加工方法完全不同，也與借助模具鍛壓、沖壓、鑄造和注射等強(qiáng)制材料成形的工藝迥然有異，其是一種“增量”成形技術(shù)。具體成形過(guò)程是，根據(jù)三維CAD模型，經(jīng)過(guò)格式轉(zhuǎn)換后，對(duì)零件進(jìn)行分層切片，得到各層截面的二維輪廓形狀。按照這些輪廓形狀，用噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔性材料，或用激光束選擇性地固化一層層的液態(tài)光敏樹脂，或燒結(jié)一層層的粉末材料，形成每一層截面二維的平面輪廓形狀，然后再一層層疊加成三維立體零件。
一、3D打印設(shè)備
1.打印原理
目前上汽大通正在使用的是一臺(tái)Stratasys Objet 500噴射樹脂打印機(jī)，它的打印原理是，以超薄（16?mm）的狀態(tài)將液態(tài)感光聚合材料一層一層地噴射到構(gòu)建托盤上，直至部件制作完成。每一層感光聚合材料在被噴射后立即用紫外線光進(jìn)行凝固，從而制作出完全凝固的模型，可以立即進(jìn)行搬運(yùn)與使用，而無(wú)須事后凝固。此外，可以用手或者通過(guò)高壓水槍沖洗的方式很容易地清除特別設(shè)計(jì)的凝膠體狀支撐材料。
2.打印材料
Objet500 Connex1 3D打印系統(tǒng)采用三重噴射技術(shù)，使用多達(dá)三種基本樹脂材料制作成混合托盤或打印單個(gè)部件。材料基材包括：
（1）剛性不透明材料：用于打印精密工具，如檢查儀表和卡具，或用于研發(fā)的精密模型?？膳c其他材料結(jié)合打印出復(fù)雜的零件。
（2）透明材料：用于打印透明模型或透明—不透明組合，包括帶透明外飾的不透明內(nèi)飾模型。
（3）類橡膠材料：用于打印柔軟的防滑表面，增強(qiáng)工具性能，為模型和高級(jí)原型制作出各式柔性細(xì)節(jié)。
（4）專用材料：使用生物相容材料打印定制的醫(yī)療器械和研究輔助設(shè)備；應(yīng)對(duì)熱液體和氣流，可選用耐高溫材料；進(jìn)行高級(jí)原型制作，可選用類聚丙烯材料。
3.打印步驟
（1）準(zhǔn)備文件。使用3D CAD軟件創(chuàng)建3D模型，然后打開(kāi)Objet Studio軟件，上傳STL文件并單擊“打印”鍵。Objet Studio可立即將STL文件轉(zhuǎn)換為包括支撐結(jié)構(gòu)在內(nèi)的3D模型打印路徑。
（2）打印模型。通過(guò)PolyJet技術(shù)，自下而上地逐層打印多材料3D模型及其支撐材料。
（3）移除支撐材料。從打印機(jī)的成型室中取出打印好的模型，再使用WaterJet移除支撐材料。
二、實(shí)際應(yīng)用
1.3D打印技術(shù)在造型評(píng)審中的應(yīng)用
在油泥模型的制造中，除車身主體部分由油泥銑削完成外，車身附件則大量應(yīng)用了3D打印技術(shù)，如格柵、Logo、門把手及光亮飾條等零件。由于在造型階段，造型變化快，需多方案對(duì)比展示。通過(guò)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，可以在縮短零件制造周期的同時(shí)充分展示造型細(xì)節(jié)。
2.3D打印技術(shù)在內(nèi)外飾匹配檢具開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
3D打印技術(shù)具有柔性高、打印周期短等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)外飾匹配工作中。采用傳統(tǒng)機(jī)加工方式加工手持檢具一般需要一個(gè)月左右時(shí)間，而且前期驗(yàn)證過(guò)程中伴隨著大量的設(shè)計(jì)變更，要求相應(yīng)的OCF檢具也能快速進(jìn)行變更。3D打印技術(shù)可以將檢具打印周期縮短到3天，可以充當(dāng)正式檢具的驗(yàn)證樣件，待設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)鎖定后再進(jìn)行正式檢具開(kāi)發(fā)，大大提高了匹配驗(yàn)證的效率。
3.3D打印技術(shù)在工裝夾具開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用
3D打印技術(shù)在工裝前期開(kāi)發(fā)驗(yàn)證中也有很多應(yīng)用，例如汽車A面由很多復(fù)雜的曲面組成，造型極其復(fù)雜，且汽車外板一般為薄板件，需要對(duì)外板曲面進(jìn)行過(guò)定位。這些復(fù)雜的曲面定位工裝塊往往需要高精度加工中心進(jìn)行機(jī)加工，時(shí)間周期長(zhǎng)、加工成本高，并且工裝驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法修改，一旦設(shè)計(jì)方案變更都需要重新加工。
目前，3D打印工裝定位塊已經(jīng)普遍應(yīng)用于上汽大通工裝驗(yàn)證中，對(duì)于復(fù)雜的曲面定位工裝，先采用3D打印出臨時(shí)工裝樣件，使用樣件進(jìn)行驗(yàn)證調(diào)試，待調(diào)試完成后再加工正式工裝塊，大大縮短了工裝驗(yàn)證調(diào)試時(shí)間。
以SV61車型為例，SV61車型D柱上外板為四曲面交匯造型，先采用3D打印工裝進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證，期間對(duì)工裝定位塊進(jìn)行了2次更改，重新打印2次定位塊，待工裝驗(yàn)證調(diào)試完成后，加工、安裝正式鋁合金定位塊（3D打印材質(zhì)耐磨性、強(qiáng)度較差，不宜作為長(zhǎng)期定位工裝）。
同時(shí)，SV91車型后舉升門車身調(diào)整時(shí)沒(méi)有定位基準(zhǔn)，導(dǎo)致舉升門左右姿態(tài)不穩(wěn)定。為了解決該問(wèn)題，在車身設(shè)計(jì)了后保仿形工裝，以后保仿形工裝為基準(zhǔn)調(diào)整后舉升門姿態(tài)，方案實(shí)施有效后機(jī)加工兩個(gè)工程塑料仿形塊作為長(zhǎng)期定位工裝。
三、結(jié)語(yǔ)
3D打印技術(shù)以其柔性高、制造周期短、開(kāi)發(fā)成本低等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中，一般用于汽車樣件制造、工裝夾具檢具驗(yàn)證件制作，能夠大大縮短開(kāi)發(fā)周期，降低驗(yàn)證成本，尤其適合加工一些造型非常復(fù)雜、精度要求高、需要反復(fù)調(diào)試的零件；但由于樹脂打印材料耐磨性、強(qiáng)度較差，不宜作為長(zhǎng)期正式工裝，隨著金屬打印技術(shù)的快速發(fā)展，相信未來(lái)這一現(xiàn)狀可以得到改善。
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