通用汽车工程师在汽车制造商处使用3D打印机’新的添加剂工业化中心。

在剪辑太快而人眼无法辨认的剪辑上,激光束向液体聚合物池中发射。每次这样做,都会导致一小滴粘稠的东西变硬。最终,这些小的“像素”开始融合在一起,形成了坚实的部分。

该过程有多种名称,包括3D打印和增材制造。它已经存在了几十年,但是就像粘性的液体一样,它才刚刚开始成形,成为一种重要的工业工具–通用汽车本周在密歇根州沃伦市新开设的添加剂工业化中心正式展示了这一点。

新工厂位于庞大的通用汽车技术中心内,不仅可以使用液态聚合物,而且可以使用多种其他材料(包括铝粉和钛粉)制造零件和工具。技术中心的三个较小的增材制造厂已经提供了用于开发最新一代雪佛兰克尔维特的原型的零件,以及德克萨斯州阿灵顿的通用汽车装配厂工人使用的工具。

“通用汽车转型的核心组成部分正在变成一个更加敏捷,创新的公司,而3D打印将在这一使命中发挥关键作用,”通用汽车添加剂设计和材料工程部总经理奥德利·布朗说。 “与传统工艺相比,3D打印可以在几天之内(数周,数月或数月)以较低的成本生产零件。”

(新的凯迪拉克Blackwing车型将使用3D打印零件。)

C8R油箱的“印刷”版本使用了两个焊接零件,而焊接零件则是16个。

通常,在1950年代出版的科幻小说中,首先描述了增材印刷背后的思想,即“分子喷雾”。作者雷蒙德·琼斯(Raymond F. Jones)与通用汽车今天的工作相距不远,尽管其中一项关键要素,即激光,尚未发明。第一个功能性设备称为“液态金属记录仪”,于1971年由约翰内斯·戈特瓦尔德(Johannes Gottwald)申请了专利。该技术的第一个真正功能版本投入了工作又花了十年的时间。

今天,最常见的方法是从零件或工具的数字渲染开始。这用于操作机器,其中激光瞄准液体池顶部的特定位置,该位置立即变硬。逐像素地发展成为计算机上创建的所有内容的完整版本。

车身,配件,尺寸,添加剂和材料工程总经理格雷格•沃登(Greg Warden)在本周的媒体网络研讨会上解释道,“意义重大的是,“它可以创造出其他制造方法无法实现的零件”。

新的Corvette C8R上可以找到一个例子。添加剂工艺用于生产赛车的进油口和油箱。传统方法需要8个独立的零件和14个焊缝。添加剂工厂的工程经理Ali Shabbir指出,印刷版本只有2个零件,没有焊接-而且重量减轻了32%,可以在赛道上产生很大的变化。

GM图表显示了如何使用增材制造为德克萨斯州阿灵顿卡车工厂创建工具。

新的中心以及技术中心的其他部门现在拥有约75台增材印刷机。他们可以使用多种材料的混合物,包括通常在汽车制造中不使用的粉末金属和合金。

该技术的主要应用将是原型汽车的开发。随着诸如Corvette零售版之类的新模型通过这一过程,可能会对早期的组件进行频繁的修改。一个例子是跑车的前进气口。通常,要调整进气口设计将需要创建新的工具,这既昂贵又费时。但是,使用3D打印机,一天就可以准备好一个新零件,而成本几乎为零。通用汽车的官员最终说,新方法节省了九个星期的工作。

通用汽车增材制造团队负责人多米尼克·列汀(Dominick Lentine)说:“增材制造确实使我们能够快速尝试解决方案,因此我们可以将产品快速推向市场。”

但是通用汽车发现该技术还有很多其他应用。它被用来在阿灵顿的卡车生产线以及密歇根州奥里恩湖的电动汽车工厂等工厂中创建定制工具。

(福特使用3D打印部件帮助恢复旧火车站,使其成为高科技总部。)

新款凯迪拉克Blackwing车型将配备3D打印的变速杆徽章。

当汽车制造商宣布今年年初计划开始建造用于治疗冠状病毒患者的呼吸机时,它能够通过增材制造这些设备所需的某些零件来加快这一过程。

增材制造开始在新车中找到应用:

其中包括将于明年推出的用于GMC悍马电池电动拾音器的电池组中的一些夹子;
新款凯迪拉克CT4和CT5 Blackwing车型将各自具有四个3D打印部件,包括支架和变速杆上的标志。
Shabbir警告说,不要指望至少在短期内看到用于大批量程序的技术,因为它比金属冲压或吹塑等传统工艺要慢得多。它“非常适合小批量制造。我们说的是成百上千的零件,而不是大批量程序所需的成千上万的零件。

Shabbir说,但采取下一步行动并非不可能,Guidehouse Insights的首席汽车分析师Sam Abuelsamid对此表示同意。

他说:“随着技术的进步,我们将达到可以大规模生产零件的地步,”他强调说,“可能还有五到十年的时间。”

一家供应商为此McLaren 720S安装了一系列3D打印的原型零件。

Abuelsamid指出,该技术可能会在工厂以外使用。当客户需要维修或修理时,必须等待从仓库运出的零件,这种情况并不少见。他建议,如果经销商拥有3D打印机,可用于通过工厂的数字渲染来生产零件,那么增材制造可以消除此类等待。

通用汽车绝不是唯一一家转向3D打印的汽车制造商。例如,福特已将该技术用于其各种高性能,限量的谢尔比·野马模型。

供应商也在修补该过程。一个名为1016 Industries的公司本月推出了迈凯伦720S超级跑车的一种版本,该超级跑车的许多传统零件已替换为通过增材印刷重新创建的零件。

1016的首席执行官Peter Northrop说:“我们的测试证明,汽车可以使用3D打印技术并且具有可驾驶性。”

(本地汽车曾希望建立世界’的首款3D打印汽车。)