梅赛德斯-奔驰:从卡车、客车到轿车,在3D打印路上行驶了30年 

3D打印应用 /[汽车]
发布时间: 2022-09-09 13:48
梅赛德斯-奔驰在3D打印领域积累了30多年的经验,最开始的20年主要为没有量产的原型车提供3D打印样件,后来是为汽车的部分备用件提供小批量生产,每年将生产超过100000个的原型部件。
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奔驰概念电动汽车VISION EQXX使用3D打印技术

3D打印相对于汽车来说,往往具有降低制造成本、减少产品库存、缩短生产周期、实现个性化定制、轻量化等优势。各大汽车厂商也都在围绕3D打印进行积极探索,目前应用最多的场景包括产品研发验证,制作工装夹具,小批量定制等。

根据《全球3D打印汽车市场分析与发展趋势——2025年行业预测》,到2025年3D打印设备的应用将增长10%,其中大部分设备将被用于轿车、卡车零部件的制造。

也许,我们不需要再等待3年,因为梅赛德斯-奔驰对3D打印应用的这30年,就是一部3D打印汽车发展史。接下来,跟随资源库,一起看看这家汽车领域的佼佼者是如何在其不同的车型应用3D打印,提升竞争力,走在行业的前列。

卡车 - 从塑料部件到金属部件的过渡

2016年,梅赛德斯-奔驰已经使用“选择性激光烧结”SLS技术为其Actros卡车制造了超过30种的塑料替换部件,此前,该过程也被用于开发超过10万款原型组件。
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使用在Actros卡车上的塑料备件

但这只是一个开端,2017年,梅赛德斯-奔驰与德国3D打印机品牌EOS合作,共同开发NextGenAM(下一代增材制造)项目,旨在开发用于大规模汽车制造的金属PBF技术产业化流程。

NextGenAM平台已被用于卡车零部件的生产,梅赛德斯·奔驰卡车的第一个替换零件是卡车柴油发动机支架,降低原本支架成本的50%,改变了生产工艺流程,完全不需要传统的工序,比如开模等。
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使用在Actros卡车上的金属恒温器

就在同一年,通过选择性激光熔化技术(SLM)制作的卡车抗高温铝制恒温调节器盖板走向市场,这是经过奔驰质量检测标准的首批全3D打印金属替换部件。

如今,奔驰卡车客户服务中心和配件部门使用3D打印技术为客户生产售后用的汽车替换件已经5年时间,3D打印技术也从制作塑料部件发展到金属部件。

客车 - 从厂家生产到允许用户自己打印

戴姆勒生产的3D打印备用件,同样应用在Setra客车上。
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Setra客车上的零钱存放盒

2019年,戴姆勒为进一步推动公司的备件生产供应,从瑞士SLS 3D打印机制造商Sintratec采购了S2 工业3D打印机。当巴士运营方需要更换特定的部件时,只需按照特定的代码来订购零件。戴姆勒能够随时3D打印生产小批量的特定零件(1~50 件)。
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戴姆勒的移动3D打印中心

2021年,戴姆勒及其服务品牌Omniplus创建了一个移动3D打印中心,用于分散式零部件的生产。

2022年,戴姆勒宣布从今年6月份开始,公共汽车/旅游巴士公司和服务合作伙伴可以购买3D打印数据许可证,允许公司在内部进行制作3D打印备件。

如今,戴姆勒旗下的梅赛德斯-奔驰和Setra客车可进行3D打印的备件品种接近40000种。通过数字化库,很多东西不用再存储备件,也不需要担心库存压力,所有都是数字化,按需生产,现场打印。

轿车 - 从简单到复杂,从传统到新能源

早在2018年,奔驰为其多款经典轿车生产了3D打印原装配件,比如,奔驰W110、W111、W112和W123四款车型的天窗滑动轮等。
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奔驰300 SL备件 - 火花塞支架

而对于梅赛德斯-奔驰300 SL这款车型,戴姆勒还制作了3D打印车内后视镜基座(铝合金材料)、火花塞支架(热塑性聚酰胺PA12)等更为复杂的零件。

2022年,奔驰发布了一款概念电动汽车VISION EQXX,其中就使用了3D打印技术实现轻量化。VISION EQXX的整个后副车架,原来由70多个部件组成。现在工程师们通过仿生设计,将70多个部件整合成了一个整体结构。

之后,他们3D打印了一个大型的砂模,再使用砂模铸造了铝合金后副车架。其他部件如悬挂支架,也是由3D打印模具铸造而成。
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3D打印+铸造技术所制造的VISION EQXX车架

此外,VISION EQXX还使用了一些3D打印的零件,比如挡风玻璃雨刮器电机的框架,经过重量优化,用金属3D打印机打印出来,使其重量从2千克降至200克。

对于新能源电动汽车来说,轻量化是一个非常关键的技术,除了从材料,电池上想办法,结构设计的改变也是一个突破方向。通过拓扑优化和整合部件为一体可以更有效地实现整车减重。

奔驰概念电动汽车VISION EQXX的3D打印应用,就是下一代汽车制造的打开方式。

  2021年,3Dpbm发布了一份汽车行业3D打印白皮书,其预测2020年3D打印用于汽车零部件生产的收入为26.78亿美元,2026年为129.74亿美元,2030 年将达到203.5亿美元(其中25%是与电动汽车零部件相关的生产)。

如今,汽车市场竞争激烈,传统车企与造车新势力都在努力打造自己的爆款产品,而3D打印作为加速汽车开发与制造的技术,将在未来10年内发挥巨大的潜力。
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