3d打印汽车零部件_3d打印汽车配件

1.3d打印是什么

2.3d打印机的发展简史

3.全球供应链重启后的制造业“新地球村”

4.3d打印基本要求

3D打印有：提高了效率，其一体成形的特点可以用于优化复杂零部件的结构，从而达到减轻重量、增加使用寿命、提升性能等效果的优点。

3D打印技术，即增材制造技术，可以通过不断叠加和粘合材料层，从无到有地构建出一个完整的功能部件。3D打印带来的这一转变对制造流程和产品形态所产生的影响是巨大的。

借助3D打印技术，制造产品不再需要设计或制造昂贵的模具，设计者的创意可以直接通过3D打印机成为现实，极大降低了成本和时间。

扩展资料

3D打印通常是用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

百度百科-3D打印

人民网-从专利视角看3D打印助力产业转型升级

3d打印是什么

1. 工程塑料

工程塑料指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。工程塑料是当前应用最广泛的一类3D打印材料，常见的有ABS、PC类材料、PLA、尼龙类材料等。

2. 光敏树脂

光敏树脂即ultriolet rays(UV)树脂，由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光(紫外光)引发剂(或称为光敏剂)。在一定波长的紫外光(2500～300nm)照射下能立刻引起聚合反应完成固化。光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料。

3. 橡胶类材料

橡胶类材料具备多种级别弹性材料的特征，这些材料所具备的硬度、断裂伸长率、抗撕裂强度和拉伸强度，使其非常适合于要求防滑或柔软表面的应用领域。3D打印的橡胶类产品主要有消费类电子产品、医疗设备以及汽车内饰、轮胎、垫片等。

4. 金属材料

近年来，3D打印技术逐渐应用于实际产品的制造，其中，金属材料的3D打印技术发展尤其迅速。在国防领域，欧美发达国家非常重视3D打印技术的发展，不惜投入巨资加以研究，而3D打印金属零部件一直是研究和应用的重点。3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等，此外还有用于打印首饰用的金、银等贵金属粉末材料。

5. 陶瓷材料

陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、低密度、化学稳定性好、耐腐蚀等优异特性，在航空航天、汽车、生物等行业有着广泛的应用。但由于陶瓷材料硬而脆的特点使其加工成形尤其困难，特别是复杂陶瓷件需通过模具来成形。模具加工成本高、开发周期长，难以满足产品不断更新的需求。

6. 其他3D打印材料

除了上面介绍的3D打印材料外，目前用到的还有彩色石膏材料、人造骨粉、细胞生物原料以及砂糖等材料。OFweek3D打印网为您解答！

3d打印机的发展简史

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印通常是用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工AEC、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。

2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

原理技术

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的打印材料，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把打印材料一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。

通俗地说，3D打印机是可以打印出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等。之所以通俗地称其为打印机是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

全球供应链重启后的制造业“新地球村”

3D打印思想起源于19世纪末的美国，并在20世纪80年代得以发展和推广。3D打印是科技融合体模型中最新的高“维度”的体现之一，中国物联网校企联盟把它称作“上上个世纪的思想，上个世纪的技术，这个世纪的市场”。

19世纪末，美国研究出了的照相雕塑和地貌成形技术，随后产生了打印技术的3D打印核心制造思想。

20世纪80年代以前，三维打印机数量很少，大多集中在“科学怪人”和电子产品爱好者手中。主要用来打印像珠宝、玩具、工具、厨房用品之类的东西。甚至有汽车专家打印出了汽车零部件，然后根据塑料模型去订制真正市面上买到的零部件。

19年，美国科学家RF Housholder获得类似“快速成型”技术的专利，但没有被商业化。

20世纪80年代已有雏形，其学名为“快速成型”。20世纪80年代中期，SLS被在美国得克萨斯州大学奥斯汀分校的卡尔Deckard博士开发出来并获得专利，项目由DARPA赞助的。

到20世纪80年代后期，美国科学家发明了一种可打印出三维效果的打印机，并已将其成功推向市场，3D打印技术发展成熟并被广泛应用。普通打印机能打印一些报告等平面纸张资料。而这种最新发明的打印机，它不仅使立体物品的造价降低，且激发了人们的想象力。未来3D打印机的应用将会更加广泛。

1995年，麻省理工创造了“三维打印”一词，当时的毕业生Jim Bredt和Tim Anderson修改了喷墨打印机方案，变为把约束溶剂挤压到粉末状的解决方案，而不是把墨水挤压在纸张上的方案。

2003年以来三维打印机的销售逐渐扩大，价格也开始下降。 家用3D打印机

德国发布了一款迄今为止最高速的纳米级别微型3d打印机——Photonic Professional GT。 这款Photonic Professional GT 3D打印机，能制作纳米级别的微型结构，以最高的分辨率，快速的打印宽度，打印出不超过人类头发直径的三维物体。

最小的3D打印机

世上最小的3D打印机来自维也纳技术大学，由其化学研究员和机械工程师研制。这款迷你3D打印机只有大装牛奶盒大小，重量约3.3磅（约1.5公斤），造价1200欧元（约1.1万元人民币）。相比于其他的打印技术，这款3D打印机的成本大大降低。研发人员还在对打印机进行材料和技术的进一步实验，希望能够早日面世。

最大的3D打印机

华中科技大学史玉升科研团队经过十多年努力，实现重大突破，研发出全球最大的“3D打印机”。这一“3D打印机”可加工零件长宽最大尺寸均达到1.2米。从理论上说，只要长宽尺寸小于1.2米的零件（高度无需限制），都可通过这部机器“打印”出来。这项技术将复杂的零件制造变为简单的由下至上的二维叠加，大大降低了设计与制造的复杂度，让一些传统方式无法加工的奇异结构制造变得快捷，一些复杂铸件的生产由传统的3个月缩短到10天左右。

大连理工大学参与研发的最大加工尺寸达1.8米的世界最大激光3D打印机进入调试阶段，其用“轮廓线扫描”的独特技术路线，可以制作大型工业样件及结构复杂的铸造模具。这种基于“轮廓失效”的激光三维打印方法已获得两项国家发明专利。该激光3D打印机只需打印零件每一层的轮廓线，使轮廓线上砂子的覆膜树脂碳化失效，再按照常规方法在180℃加热炉内将打印过的砂子加热固化和后处理剥离，就可以得到原型件或铸模。这种打印方法的加工时间与零件的表面积成正比，大大提升打印效率，打印速度可达到一般3D打印的5—15倍。

彩印3D打印机

2013年5月上市了这种类型的3D打印机新产品“ProJet x60”系列。ProJet品牌主要有四种造型方法的装置。其余三种均是使用光硬化性树脂的类型，包括用激光硬化光硬化性树脂液面的类型、从喷嘴喷出光硬化性树脂后照射光进行硬化的类型（这种类型的造型材料还可以使用蜡）、向薄膜上的光硬化性树脂照射经过掩模的光的类型。高端机型ProJet 660Pro和ProJet 860Pro可以使用CMYK（青色、洋红、**、黑色）4种颜色的粘合剂，实现600万色以上的颜色ProJet 260C和ProJet 460Plus使用CMY三种颜色的粘合剂）。

3D打印机器人

2013年11月23日，西安电子科技大学展出3D打印机器人，这是一台远程体感控制服务机器人，最主要的功能是照顾老人。很多老人行动不便，有了机器人助手，只要对着摄像头做出手势，机器人就能模仿动作去做家务。

3d打印基本要求

撰文?/?朱?琳

编辑?/?涂彦平

设计?/?杜?凯

来源?/?Forbes，作者：Rich?Blake

2020年早些时候，通用汽车公司与Ventec生命系统公司（Ventec?Life?Systems）合作，向美国国家储备共运送了3万台呼吸机，它们由1000万个部件组成。90家公司的数千名员工帮助制造了这些部件。

从3月中旬开始，通用汽车和Ventec首次讨论了他们的联盟，以提高Ventec的VOCSN重症监护呼吸机的产量，该项目迅速推进，因为冠状的严重性和设备短缺日趋明显。该合资企业马上就遇到了障碍：由于疫情的蔓延，印度生产重要VOCSN零件的工厂被迫关闭。

接下来发生的事情是，通用汽车雄心勃勃地利用了其供应链，以及一系列增材制造（3D打印）技术，使项目经理可以在大约三周的时间内创造性地改进一条临时的呼吸机零件供应链。通用汽车组装并重新培训了通常用于制造发动机的劳动力。

在特朗普援引《国防生产法案》之前，这一后勤上的壮举就已经完成了。不过，这与20世纪40年代早期的爱国主义战时动员如出一辙，白宫取得了胜利。副总统迈克·彭斯（Mike?Pence）访问了通用汽车在印第安纳州科科莫的改扩建工厂，并对其进行了15分钟的参观。

彭斯在通用汽车公司CEO玛丽·博拉的陪同下参观通用科科莫工厂

有了这么多赞誉，不难理解为什么人们对总部位于密西根州绍斯菲尔德的ABC技术公司生产注塑通风机部件的作用没有引起太多关注；或位于纽约州布法罗市的Caplugs公司，该公司制造的乙烯基盖，用于在运输过程中密封呼吸机的外部细菌过滤器，以防止灰尘进入；或位于伊利诺伊州阿灵顿高地的Faspro技术公司，它通过激光镀锌的结构安装支架进行渲染；?或位于明尼阿波利斯的双子城模具铸造公司（Twin?City?Die?Castings），它使用由密西根州大急流城的模具技术工程公司（Die-Tech＆Engineering）制造的定制模具制造微型活塞；或位于渥太华的克朗克软件公司（Crank?Software），该公司升级了VOCSN操作系统，从而使触摸屏设置更易于使用。

带来了改变?

在过去饱受疫情困扰的几个月里，美国一直在争抢关键设备，这让人们关注到医疗供应链的分散化，并继续迫使人们更多地关注整个全球供应链，包括物流空间每个角落的所有行业。

供应链专家和业内人士说，现在原材料和零部件的购模式正在发生转变。某件东西是在哪里制造的，国外制造还是国内制造，是决策树的一个分支。另一个问题是如何制造，要考虑到自动化、3D打印和其他先进制造形式。当然，成本是另一个问题。

有趣的是，成本分析只是整体思维过程的一部分，而不是唯一的驱动因素，这突显出与疫情流行相关的生产中断，对供应链战略的改变有多么重大。

成本效益似乎与弹性、冗余和灵活性同等重要，甚至位居其后。

通用汽车的工人在生产呼吸机

律师罗纳德·雷布曼（Ronald?Leibman）解释道：“多年来，‘及时’或‘精益物流’的概念风靡一时。”他是McCarter?&?English的合伙人和运输、物流与供应链集团的负责人。

雷布曼说，精益物流可以建立高效、单一来源或区域依赖的供应链，其总体目标是将单位成本降至最低，并保持库存水平和相关成本尽可能低。

无论是超级风暴“桑迪”还是“非典”疫情造成的短期供应中断，都是警告信号，但都被忽视了；精益物流仍然是标准。

疫情改变了这一点。“是一个巨大的加速器。”雷布曼说。

供应链断裂危机

随着世界陷入危机，供应链断裂，单一来源和地区依赖的真实成本开始显现。多年来凭借低成本但分布广泛的供应商而节省下来的资金，以及雨天储备有限，并不是物流经理及其上级主管谈论的主要话题。雷布曼说，这些天的讨论集中在“由于无法适应迅速变化的、未预料到的环境而导致的供应链上的失败”。

费尔蒙·肖佛（Filemon?Schoffer）是位于荷兰阿姆斯特丹的3D?Hubs公司的联合创始人，该公司为制造商提供技术共享的网络及平台，通过在3D打印、CNC加工和注射成型方面的创新，帮助重新构想供应链。他对世界趋势有一个宏观的看法。

肖佛说，一个明显的趋势是，越来越多的工程师严重依赖使用增材技术和自动化来制造零部件，因为与从供应商那里购零部件相比，他们寻求更低的成本和更短的周转时间，无论供应商是本地还是海外。

3D打印的汽车部件

“离岸”并不是一些人所说的流行语——因为尽管全球贸易紧张局势/沙文主义仍在燃烧，但这个世界仍然相互关联。全球化没有消失，但它正在改变。与此同时，不断改进、价格越来越低廉的技术进步继续改变驱动客户与供应商决策的动力。

为了提高可靠性，总部位于英国的高端耳机制造商华威音响（Warwick?Acoustics）不再从中国购产品。在中国，该公司面临着贸易、语言和时区等问题。据肖佛介绍，现在华威音响将CAD文件上传到3D?Hubs平台上，所需的零件就会自动送到一个有能力的合适供应商那里，然后投入生产。

总部位于多伦多的纳米卫星制造商开普勒公司，曾一度依靠主要来自安大略地区的零部件，但由于收集和评估投标所需的严格条件，导致生产周期不必要地延长。为了加强这一切，开普勒转向了欧洲的3D?Hubs。

制造业真正意义上的“地球村”就像一台装有硬质合金刀片的工业锯：它们可以双向切割任何东西。

建立新的供应链

为了支持其与通用汽车公司的呼吸机制造合作关系，总部位于华盛顿博塞尔的医疗设备制造商Ventec需要更新用户界面（UI）软件。这涉及到与加拿大的克朗克软件公司的合作，后者又为了支持升级实时计算硬件所需的这些努力，从而与印度的iWe系统技术公司（iWe?Systems?Technologies）建立了合作关系。

Ventec?VOCSN重症监护呼吸机，使用克朗克提供的软件

电子传感器制造商TE?Connectivity公司的工业解决方案首席技术官戴维·布朗（Dy?Brown）表示：“我们亲眼看到，企业正在重新调整战略，并进行调整，以创造更大的灵活性。”他说，疫情将永久性地改变企业对待供应链管理的方式，扭转精益供应链的趋势。

“各地的制造商都在建立区域化的供应链，并在突然中断的情况下确定第二和第三来源。”布朗说，“此外，由于供应不足，各公司正在改变他们的材料使用策略。”

某些化合物、矿石、化学品、塑料等，甚至可能不再可用，因此制造商也许需要购买可能成本更高的原材料，或者完全使用其他材料。因此，全球供应链仍然像以往一样顽固、无定形，这确实令人吃惊，其中包括许多东西在发达国家和发展中国家之间多次往返全球，并最终在其他地方拼凑起来，成为制成品，然后出口，然后再次绕地球飞行。

在过去的40年里，世界范围内的许多制造业生产已经被组织成全球价值链（GVC）。据联合国工业发展组织政策研究与统计部门的一个研究小组说，截至2020年夏天，疫情已经扰乱了全球价值链中心地区，对国际生产网络产生了严重影响。

然而，据10月13日报道，中国的出口在9月份连续第四个月增长，这标志着全球价值链庞大的生产商已恢复全部生产。

中国的出口在9月份连续第四个月增长

荷兰合作银行（Rabobank）分析师7月表示，疫情加上贸易和地缘政治紧张局势，加大了企业考虑将供应链从中国移开的压力。“我们发现了明显的迹象，美国的供应链已经开始从中国转移出去了。”他们说。

这是基于疫情大流行前收集的数据。2019年，美国从中国的进口额减少了880亿美元。荷兰合作银行分析师迈克尔·范·德尔·维恩（Michael?van?der?Veen）和拉尔夫·范·迈凯伦（Ralph?van?Mechelen）表示，其中至少有200亿美元的价值本可以从中国转移到美国。

他们说，从中国大陆撤出供应链的最大受益者包括越南、和墨西哥。

制造业地球村

许多产品都是在国内“岸上”生产的，而供应则来自“海上”。每个大陆的情况都是如此，不管哪个海洋可能与之相接。即使企业开始“重新上岸”，也要花上几十年才能解开如此紧密交织的织锦。

想想美国精神最著名的象征之一——哈雷-戴维森（Harley-Didson）摩托车，事实证明，它也是全球供应链的著名象征。这些摩托车是在威斯康辛州、密苏里州和宾夕法尼亚州的工厂组装的，但其零部件来自世界各地。制动器和离合器来自意大利，发动机活塞来自奥地利，悬挂系统来自日本，其他电子元件则来自墨西哥和中国。

哈雷戴维森摩托车的零部件来自世界各地

2008年，纽威乐柏美（Newell?Rubbermaid）关闭了位于内布拉斯加州德威特的一家工厂，该工厂生产标志性的Vise-Grips牌钳子，并将工厂迁至中国。此举削减了大约300名工人。而且，它还明确了以利润为导向的企业集团在高管的控制下的严酷程度，这些高管能够忍受被视为冷酷无情，只要他们可以辩称自己的行为是为了实现股东价值最大化。

在德威特Vise-Grips工厂关闭10年后，位于明尼苏达州安南岱尔的工具制造商Malco?Products对工厂进行了翻新，以生产Eagle?Grip钳子。然而，只有一小部分失去的工作得以恢复。Malco的HVAC工具（HVAC?Tools）是其最大的销售商，主要在美国销售。德威特能否创造更多的就业机会，将取决于该公司能否继续努力在拉丁美洲和韩国销售更多的工具。

目前，没有任何一种明尼阿波利斯制造的产品比3M公司的N95医用口罩更能引起人们对全球供应链复杂性的关注。总部位于明尼阿波利斯的3M公司首席执行官迈克·罗曼（Mike?Roman）9月份在接受CNN访时表示，对这种“黄金标准”防护面罩的需求不仅超出了3M公司的生产能力，而且超出了整个口罩制造业的生产能力。

3M公司CEO迈克·罗曼

所有人都是其中一环

科学作家大卫·H·弗里德曼（Did?H.?Freedman）说：“美国的苦苦挣扎，很可能仅仅是为了保证医疗工作者安全储备至少一年。”

正如纪录片《前线》（Frontline）最近曝光的那样，在过去的十年中，美国过度依赖外国制造的防护装备的警告不断出现，但这些警告都被忽视了。

除了指责其前任，特朗普还指责了3M公司。

但3M公司今年正按生产20亿个口罩。其中一半以上将在美国制造。

弗里曼说，与此同时，霍尼韦尔（Honeywell）正在扩大产能，每年可生产2.5亿个口罩。

最近成立的一家新制造商，总部位于迈阿密的Maskco?Technologies，正在寻求使用中国制造的机器每年生产数亿个口罩。

口罩生产车间

与此同时，Ventec生命系统公司继续在华盛顿州的波塞尔和印第安纳州的科科莫的工厂生产呼吸机。

在8月底向联邦交付第3万台呼吸机后，通用汽车154天内完成了全部订单，随后正式将其位于科科莫的呼吸机生产运营控制权移交给Ventec。

“我们度过了艰难的时期，为国家提供了帮助。”通用汽车集团负责人J·C·巴内特（J.C.?Barnett）在一份声明中说，“我们已经完成了我们的任务。这是正确的做法。”

通用汽车表示，参与这个项目的每个人都值得称赞。

2020年早些时候，双子城模具铸造公司的首席执行官托德·奥尔森（Todd?Olson）在接受美国国家公共电台（NPR）访时表示：“我们已经做了100年的生意，这可能是我们100年来最重要的时刻。”

机器人技术人员伊恩·卡地亚（Ian?Cartier）说：“我们带着这样的态度，来面对当天遇到的每一个挑战，我们要面对它，解决它，并克服它。”

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

具体如下。

根据实际使用要求，选择材料。2）检查您的设计的壁厚，务必满足最小壁厚要求。3）如果您的设计是空心的，务必设计足够大的逸出孔。4）如果您的设计中存在独立柱子，务必满足最小壁厚要求。5）如果您的设计中存在凸状或凹状细节（如凸字或凹字等），务必满足最小的宽度和高度要求。6）如果您的设计中存在尖锐部分，该部分的角度需要满足最小要求。7）如果您的设计中包含多个零件。

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、以及其他领域都有所应用。